Z technicznego punktu widzenia cienkowarstwowe-panele słoneczne opierają się głównie na efekcie fotoelektrycznym. Kiedy światło pada na powierzchnię materiału, elektrony w materiale absorbują energię fotonów i przechodzą do pasma przewodnictwa, wytwarzając w ten sposób prąd elektryczny. W zależności od zastosowanych materiałów cienkowarstwowe-panele słoneczne można podzielić na kilka typów, np. cienkowarstwowe-baterie z krzemu amorficznego, baterie cienkowarstwowe z selenku miedziowo-indowo-galowego (CIGS) i baterie cienkowarstwowe z tellurku kadmu (CdTe). Każdy materiał ma swoje unikalne właściwości użytkowe; na przykład cienkowarstwowe-akumulatory z amorficznego krzemu charakteryzują się dobrą wydajnością w-warunkach słabego oświetlenia, podczas gdy cienkowarstwowe-baterie CIGS charakteryzują się wyższą wydajnością i stabilnością konwersji.