Les panneaux solaires à couches minces sont constitués de cellules solaires à couches minces (TFSC). Ils sont fabriqués en appliquant un matériau photovoltaïque (PV) sur un substrat en couches microscopiques, de nanomètres à des dizaines de micromètres d’épaisseur. Les matériaux photovoltaïques varient, tout comme les méthodes d’application. Les matériaux comprennent le silicium amorphe (a-Si), le tellurure de cadmium (CdTe) et les cellules solaires à colorant (DSC). L’utilisation de cette technologie permet l’application de panneaux de captage d’énergie solaire dans une large gamme de produits et d’utilisations.
Les produits incluent les bandes solaires familières que l’on trouve dans les calculatrices, mais s’étendent à de petits films qui peuvent être fléchis et appliqués sur des articles allant des produits ménagers aux panneaux et feuilles plus grands utilisés pour collecter l’énergie photovoltaïque pour alimenter électriquement les bâtiments. Les panneaux solaires à couches minces sont intégrés dans les couvertures de toit et les vitrages des fenêtres, qui peuvent également servir de teinture. Un avantage de cette technologie est le faible poids et la résistance au vent ; les panneaux sont même praticables. Ces panneaux nécessitent cependant un entretien annuel, car ils attirent naturellement la poussière, les aérosols et même la neige, ce qui entravera leur efficacité dans la conversion de l’énergie solaire.
La technologie de couche mince la plus avancée est le silicium amorphe, qui contient environ 1/300 du matériau actif trouvé dans une cellule de silicium cristallin, comme on en trouve souvent dans les calculatrices solaires. Ce matériau est appliqué sur un substrat tel que du plastique, du métal ou du verre. Des panneaux solaires à couches minces peuvent être construits pour être utilisés avec des bâtiments et des véhicules, et même enroulés pour la recharge portable d’appareils électroniques personnels comme les ordinateurs portables. Pratiquement toutes les technologies qui dépendent d’un approvisionnement régulier en énergie peuvent bénéficier de l’utilisation d’un produit fabriqué à partir d’une couche mince photovoltaïque, qui convertit la lumière du soleil en énergie électrique à courant continu (CC).
En termes de coût, les cellules à couches minces sont moins chères que les cellules cristallines conventionnelles, mais elles sont également moins efficaces. Certains fabricants appliquent plusieurs couches de matériaux variés afin de capturer une plus grande partie du spectre solaire et d’augmenter l’efficacité de leurs panneaux solaires à couche mince. En cela, la nouvelle technologie offre un net avantage par rapport aux cellules solaires conventionnelles à bande unique.
À partir de 2011, le processus de revêtement de grandes surfaces de verre avait rendu les panneaux solaires à couches minces plus difficiles à produire en masse à un coût efficace, par rapport aux technologies au silicium cristallin. L’énergie solaire reste l’alternative énergétique la moins chère à la production d’énergie à petite échelle utilisant des générateurs et des combustibles fossiles, en particulier dans les zones non desservies par un réseau électrique. Les subventions gouvernementales et les intérêts commerciaux ont continué à générer des incitations à la vulgarisation de ces produits énergétiques alternatifs.