薄膜太阳电池的光电转化效率并没有传统晶体硅电池转化效率高。薄膜太阳电池的转化效率之提升是太阳能科技界正在不断研究的主方向。截止目前，实验室中碲化镉薄膜太阳电池的光电转化效率已达21.5%。First Solar公司是全球最大的碲化镉太阳能电池组件生厂商，其计划在2015年内实现相关组件的效率达到16%。目前，铜铟镓硒薄膜太阳电池的效率也超过21%，相关组件的效率也将达到15%。
当前已经实现商业化的薄膜太阳电池主要有:碲化镉薄膜太阳电池、铜铟镓硒薄膜太阳电池、 非晶体硅薄膜太阳电池。
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