太陽輻射之光譜，主要是以可見光為中心，其分佈範圍從 0.3 μm之紫外 光到數微米之紅外光為主，若換算成光子的能量，則約在0.4 eV到 4 eV之 間，當光子的能量小於半導體的能隙，則光子不被半導體吸收，此時半導 體對光子而言是透明的。
當光子的能量大於半導體的能隙，則相當於半導體能隙的能量將被半導體 吸收，產生電子-電洞對，而其餘的能量則以熱的形式消耗掉。
理想的太陽電池材料必須具備有下列特性：
1.能隙在1.1eV到1.7eV之間。
2.直接能隙半導體。
3.組成的材料無毒性。
4.可利用薄膜沉積的技術，並可大面積製造。
5.有良好的光電轉換效率。
6.具有長時期的穩定性。
太 陽 電 池 的 材 料
利用光電效率製作太陽能電池，近期使用的材料是以「矽」為主的半導體 晶片，且太陽光中部分光譜正好滿足它的能量需求。不過矽是間接能帶隙 材料，並非理想的太陽能電池材料，利用矽製作太陽能電池有許多隱憂。
矽的製程與耗能的問題：
生產每1,000瓦矽太陽能電池，耗電量將達到7.8-9.2度(千瓦小時)，但1 千瓦矽太陽能電池，在20年的壽命裡最多僅能產生8~10度的電 。
矽產能缺料及材料成本問題：
近年面臨主原料矽材短缺的壓力，傳統矽晶圓太陽能電池難以符合快速 成長的太陽光電市場需求，使得減少或不需矽使用量的薄膜太陽能電池 成為近來矚目的焦點。
由於材料特性上的限制，對於結晶矽太陽電池的效率，幾乎已經達到 最佳的水準，要再進一步提升的空間有限 。
矽晶圓太陽能電池面臨的問題
台灣在太陽能電池產業上仍缺乏上游材料自有供應體系，發 展太陽光電產業很容易受制於缺料瓶頸，因此轉換至原料成 本較低的薄膜太陽能電池將是未來發展的方向之一。
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薄膜太陽能電池
薄膜太陽能電池，顧名思義，乃是在塑膠、玻璃或是金屬基板上形成可 產生光電效應的薄膜，厚度僅需數μm，因此在同一受光面積之下可較矽 晶圓太陽能電池大幅減少原料的用量。
薄膜太陽能電池種類：
矽薄膜類（非晶矽a-Si、微晶矽 c-Si、堆疊型a-Si／ c-Si等）
化合物半導體類（銅銦鎵硒CIS／CIGS、碲化鎘CdTe）
染料敏化類
普遍薄膜太陽能電池比矽晶太陽能電池轉換效率低
相較矽晶太陽能電池平均 15%的量產轉換效率，矽薄膜電池 轉換效率只有矽晶太陽能電池一半左右，不過，更新的堆疊式
(tandem junction)矽薄膜將能使轉換效
率提高到 8.5-11%，同時長時間的衰減問題較小 。
矽薄膜由於材料取得容易，且相對環保安全，為目前台灣薄膜 太陽能的主流。
矽薄膜類（非晶矽a-Si、微晶矽 c-Si、
堆疊型a-Si／ c-Si等）
因為轉換效率問題的考慮，化合物半導體型的碲化鎘(CdTe)和銅銦硒 (CIS/CIGS)
成為太陽能業者著墨的材料族群，轉換效率約在10-18%之間，接近矽晶太 陽能電池的轉換效率水準，同時完全替代矽材料，成本相對較低。
不過，碲化鎘薄膜電池如果快速規模發展，同樣會面臨材料短缺的疑 慮，畢竟碲元素相當貧乏；此外，這種電池大量使用劇毒元素鎘，也會成 為未來發展的限制因素，據了解，儘管碲化鎘化學性質相對穩定，若遭受 劇烈撞擊、焚燒、雷擊等特殊情況，仍有安全疑慮。
CIS/CIGS(銅銦硒化物)吸光範圍廣，且穩定性高，轉換效率若利用聚光 裝置的輔助，實驗室可達 30%，標準環境測試下也可達到19.5%，媲美單 晶太陽能電池，採軟性塑膠基板的大面積製程，最佳轉換效率也能達到 14%以上。高轉換效率的銅銦硒化物(CIS/CIGS)成為台灣薄膜太陽能電池 業者的考慮方向。
化合物半導體類（銅銦鎵硒CIS／