薄膜太阳能板的产生开始是因为晶硅太阳能电池片成本过高，后来也是因为想制造柔性更大的太阳能电池板，后面才有了薄膜半导体的第二代和第三代太阳能电池的诞生。薄膜太阳能电池需要较少的材料，通常使用厚度仅为一微米的硅层，这大约是单晶和多晶太阳能电池宽度的1/300。硅的质量也比单晶硅片中使用的低。

许多薄膜太阳能电池是由非晶体的非晶硅制成的。由于非晶硅不具有晶体硅的半导体特性，它必须与氢气结合才能导电。非晶硅太阳能电池是最常见的薄膜电池类型，它们经常出现在计算器和手表等电子产品中。

其他商业上可行的薄膜半导体材料包括碲化镉（CdTe）、铜铟镓二硒（CIGS）和砷化镓（GaAs）。一层半导体材料被沉积在廉价的基底上，如玻璃、金属或塑料，使其成本比其他太阳能电池片更便宜，更适应。半导体材料的吸收率很高，这也是它们比其他电池使用更少材料的原因之一。

与第一代太阳能电池片相比，薄膜电池片的生产要简单得多，也快得多，而且根据制造商的能力，有多种技术可以用来制造薄膜电池。像CIGS这样的薄膜太阳能电池可以沉积在塑料上，这大大减轻了它的重量，增加了它的灵活性。碲化镉是唯一的薄膜，与所有其他太阳能技术相比，它的成本更低，投资回报时间更长，碳足迹更低，在其生命周期内用水量更少。

然而，目前形势的薄膜太阳能电池的缺点也很多。碲化镉电池中的镉如果被吸入或摄入会有剧毒，而且如果在处理过程中没有得到适当的处理，会渗入地下或水源中。如果对太阳能电池板进行回收，就可以避免这种情况，但目前这种技术还没有像需要的那样广泛使用。像CIGS、CdTe和GaAs中的那些稀有金属的使用也可能是一个昂贵的、可能限制大量薄膜太阳能电池生产的因素。

还有薄膜的整体转化效率没有晶体硅的高，这些是没有大量普及的重要原因，还有就是一些薄膜太阳能电池片会比晶体硅的价格更高，并且生产以及储存的温度会有较高的要求。

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