薄膜電池通常由五層功能性薄膜構成，其中 P 層吸光層為核心部件，決定了各類電池的性能差異：1）透明導電氧化物（TCO）薄膜：主要起到透光和導電的作用；2）N 型窗口層：在光照條件下產生光伏效應；3）P 型吸光層：整個電池中最為核心的部分，光生載流子的產生、輸運主要在該層進行；4）背接觸層：降低 P 型吸收層和金屬電極的接觸勢壘，減少背接觸處載流子的復合幾率；5）背電極：通常為金屬薄膜，主要作用是收集空穴，連接外電路。
與傳統晶硅相比，薄膜電池在透光率、顏色、尺寸方面的可定制化程度較高，建材屬性更重，適配于物聯網、交通、軍事和商業建筑等多類場景。薄膜電池能基于用途設計成不同透光度、顏色圖案、尺寸厚度的定制化產品。相比于晶硅電池，薄膜電池柔韌性更佳，能覆蓋于不同弧度的建筑物曲面屋頂，應用場景廣闊。此外，薄膜電池具備弱光性強、溫度系數低、熱斑效應弱等特點，在弱光環境下發電能力遠勝于晶硅電池，同樣裝機量下，CdTe 發電量高于晶硅 5%以上。
CdTe 是目前技術成熟度最高的剛性薄膜電池。第一個 CdTe 薄膜電池是由RCA實驗室于1976年在CdTe單晶上鍍上In的合金制得的，其效率為2.1%。1982 年，Kodak 實驗室用化學沉積法在 P 型的 CdTe 上制備一層超薄的 N 型CdS，制備了效率超過 10%的異質結 p-CdTe/n-CdS 薄膜太陽能電池。這是現在產業化碲化鎘薄膜太陽能電池的原型。
