Die zwei wichtigsten Möglichkeiten der Stromerzeugung aus der Sonne sind die Dünnschicht-Photovoltaik (PV) und verschiedene Arten von kristallinem Silizium. Dünnschicht-PV umfasst das Beschichten eines Substratmaterials mit einer oder mehreren Halbleiterverbindungen. Diese dünnen Filme bestehen typischerweise aus amorphem Silizium, Kupfer-Indium-Gallium-Selenid oder Cadmium-Tellurid. Andere Dünnschicht-PV-Systeme verwenden Farbstoffe oder organische Verbindungen. Jedes dieser Materialien kann im Wesentlichen Sonnenlicht nutzen, um durch den photovoltaischen Prozess Strom zu erzeugen.
Einige der ersten Dünnschicht-PV-Zellen wurden verwendet, um kleine Elektronikgeräte wie Taschenrechner mit Strom zu versorgen. Die Technologie wurde seitdem verbessert, und kostengünstige Dünnschicht-PV-Zellen können unter bestimmten Umständen Strom zu oder unter den Kosten des Netzstroms liefern. Diese Solarzellen werden aufgebaut, indem eine Substanz mit photovoltaischem Potenzial auf ein Substratmaterial abgeschieden wird. Sowohl das Substrat als auch der photovoltaische Halbleiter können in ihrer Zusammensetzung variieren, was zu einer großen Vielfalt unterschiedlicher Dünnschichtzellen führt. Die kleinsten Dünnschichtzellen sind nur wenige Nanometer dick, während andere viel dicker sind, und kommerziell erhältliche Zellen verwenden größere Substratmaterialien.
Dünnschichtzellen umfassen neben den photovoltaischen Compounds und Substratmaterialien auch Antireflex- und transparente Beschichtungen sowie ohmsche Kontakte. Sie funktionieren ähnlich wie herkömmliche Solarzellen, da Photonen des Sonnenlichts auf den photovoltaischen Halbleiter treffen und einen Teil der Atome dazu bringen, Elektronen zu verlieren. Auf diese Weise freigesetzte Elektronen neigen dazu, als Elektrizität zu den ohmschen Kontakten zu gelangen. Dünnschicht-PV-Zellen weisen typischerweise einen geringen Wirkungsgrad auf, sind jedoch auch relativ kostengünstig herzustellen. Dadurch können große Anlagen eine beträchtliche Menge Strom erzeugen.
Dünnschicht-PV-Zellen sind typischerweise in langen Streifen kommerziell erhältlich. Diese Art von Material kann für die Installation von Solardächern geeignet sein. Da die Dünnschichtzellen in der Regel weniger teuer sind als herkömmliche Solarzellen, kann es günstiger sein, ein ganzes Dach abzudecken. Das mit dünnen Filmen verbundene geringere Gewicht kann auch eine geringere Belastungsbelastung erzeugen als eine ähnliche Anzahl von Solarmodulen.
Herkömmliche, sperrige Solarmodule werden typischerweise aus kristallinem Silizium und anderen ähnlichen Materialien hergestellt. Diese Solarzellen funktionieren nach den gleichen Grundprinzipien wie die Dünnschicht-PV, allerdings in einem etwas anderen Maßstab. Die kristalline Siliziumtechnologie ist tendenziell teurer als andere Photovoltaik-Technologien und hat auch Verbesserungen aufgrund von Forschungen zu Dünnschichten erfahren. Diese Solarmodule sind nicht nur teurer, sondern auch effizienter als vergleichbare Dünnschichtinstallationen.