薄膜太阳电池主要涉及非晶硅（a-Si：H）、铜铟镓硒（Cu（In、Ga）Se2，CIGS）和碲化镉（CdTe）光伏电池和集成组件，在本文中主要讨论的是目前商业化最成熟的非晶硅太阳电池。薄膜太阳电池按衬底分为硬衬底和柔性衬底两大类。所谓柔性衬底太阳电池是指在柔性材料（如不锈钢、聚酯膜）上制作的电池，与平板式晶体硅、玻璃衬底的非晶硅等硬衬底电池相比，其最大的特点是重量轻、可折叠和不易破碎。以美国Uni-Solar公司采用不锈钢作衬底为例，不锈钢的厚度仅为127um，且具有极好的柔软性，可以任意卷曲、裁剪、粘贴，既使弯成很小的半径，作数百次卷曲，电池性能也不会发生变化。而以高分子聚合物聚酰亚胺为柔性衬底制备的非晶硅太阳电池，器件总厚度约100um左右（含封装层），功率重量比可达到500W/Kg以上，比不锈钢衬底非晶硅电池高出近十倍，是世界上最轻的太阳电池。从制备工艺上看，由于此结构电池采用卷对卷（roll to roll）工艺制造，便于大面积连续生产，降低成本的潜力很大，具有很强的竞争力。
柔性衬底太阳电池能被安置在流线型汽车的顶部、帆船、赛艇、摩托艇的船舱等不平整表面、房屋等建筑物的楼顶与外墙面。另外由于柔性薄膜电池具有较高的质量比功率（500W/kg），同时具有可弯曲性，非常适用于对地观测的平流层飞艇表面，军事上的利用前景光明。
近年来，国外推行的光伏与建筑相结合（BIPV），极大地推动了光伏并网系统的发展。在城镇建筑物上安装的光伏系统，通常采用与公共电网并网的形式。并网光伏系统不需要配备蓄电池，既节省投资，又不受蓄电池荷电状态的限制，可以充分利用光伏系统所发出的电力；光伏阵列一般安装在闲置的屋顶或外墙上，无需额外占用土地，这对于土地昂贵的城市建筑尤其重要；夏天是用电高峰的季节，也正好是日照量最大，光伏系统发电量最多时期，对电网可以起到调峰作用；光伏阵列吸收太阳能转化为电能，大大降低了室外综合温度，减少了墙体得热和室内空调冷负荷，所以也可以起到建筑节能作用。
BIPV的开发是目前世界上大规模利用光伏技术发电的一大研究热点，西方发达国家都在作为重点项目积极进行。除了在屋顶安装光伏电池板外，已推出了把光伏电池装在瓦片内的产品。此外，国外还在研究光伏墙结构（PV WALL），将光伏系统和建筑物外墙相结合。可以预计，光伏与建筑相结合是未来光伏应用中最重要的领域之一，其发展前景十分广阔，并且有着巨大的市场潜力，柔性衬底薄膜电池无疑将在其中扮演重要角色。
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