Ćelije tankog filma su fotonaponske ćelije koje se koriste u proizvodnji električne energije iz svjetlosti. Fotonaponske (PV) ćelije su poznatije kao solarne ćelije; dok je sunčeva svjetlost najčešći izvor, PV ćelije mogu stvoriti energiju iz bilo kojeg oblika svjetlosti. Solarni paneli koriste velike skupine PV ćelija za proizvodnju električne energije iz sunčeve svjetlosti, ali tradicionalni paneli ne proizvode energiju tako učinkovito kao drugi izvori poput ugljena. Ćelije tankog filma imaju potencijal povećati učinkovitost i isplativost solarne energije. Tehnologija je usavršena početkom 21. stoljeća.
Fotonaponski efekt otkriven je u 19. stoljeću, iako su prve prave solarne ćelije izgrađene tek 1950-ih. Oni rade tako što koriste fotone, ili svjetlosne čestice, da uzburkaju elektrone. Ti se elektroni zatim usmjeravaju u strujni krug, postajući upotrebljivi elektricitet. Od 1950-ih za izradu solarnih ćelija koriste se različiti materijali, povećavajući njihovu učinkovitost i smanjujući troškove proizvodnje. Vladini poticaji i zabrinutost oko učinaka korištenja fosilnih goriva na okoliš potaknuli su sve veći interes za proizvodnju solarne energije diljem svijeta.
Tradicionalne solarne ćelije mogu biti glomazne i skupe za proizvodnju. U kasnom 20. i početkom 21. stoljeća, dizajneri fotonaponskih ćelija počeli su ispitivati tehnologiju tankog filma. Ova znanost u razvoju dopušta stvaranje slojeva materijala mikroskopske debljine, ponekad uskih kao širina jednog atoma. Prvo korištene za napajanje malih elektroničkih uređaja poput igračaka i kalkulatora, tankoslojne ćelije su uskoro bile u proizvodnji za punu proizvodnju solarne energije.
Proizvodnja stanica tankog filma zahtijeva sterilno okruženje, ponekad poznato kao čista soba. Tvar koja se koristi za izradu filma, obično poluvodički materijal kao što je silicij, reducira se u tekuću otopinu. Ploča na koju treba nanijeti film dobiva negativan električni naboj. Tekuća tvar, koja nosi pozitivan naboj, zatim se raspršuje u blizini ploče, otapajući se u sitne čestice u zraku. Te se čestice privlače na ploču svojim suprotnim nabojem, prianjajući na nju u sloju ujednačene debljine, koji se kasnije skrućuje u tanki filmski omotač.
Prednosti tankoslojnih ćelija ponovno su potaknule interes za solarnu energiju. Solarna tehnologija već je najbrže rastuća metoda proizvodnje energije na planetu. Predviđa se da će jeftine, lagane i učinkovite fotonaponske ćelije s tankim filmom učiniti solarnu energiju privlačnijom kao alternativom tradicionalnoj proizvodnji energije. Zagovornici solarne energije nadaju se da će tehnologija u razvoju postići svoj cilj pariteta mreže, čineći solarnu energiju jeftinom i učinkovitom kao i tradicionalne metode proizvodnje energije.