A vékonyrétegű{0}}napelemek fő félvezető anyagai a következők:
Amorf szilícium: Az amorf szilícium a vékonyfilmes cellák egyik leggyakoribb típusa. Az elektromos áram vezetése érdekében hidrogénnel kell kombinálni. Az amorf szilícium napelemek gyakran megtalálhatók elektronikai termékekben, például számológépekben és órákban.
Kadmium-tellurid (CdTe): A kadmium-tellurid egy másik kereskedelmileg életképes vékony{0}}filmes félvezető anyag. Alacsonyabb költséggel és hosszabb megtérülési idővel rendelkezik, miközben kevesebb vizet használ fel élettartama során. A kadmium azonban mérgező elem, és nem megfelelő kezelés esetén környezetszennyezést okozhat.
Réz-indium-gallium-diszelenid (CIGS): A CIGS vékony{0}}filmes napelemek műanyagra helyezhetők, ami jelentősen csökkenti a súlyt és növeli a rugalmasságot.
Gallium-arzenid (GaAs): A gallium-arzenid egy másik vékony{0}}filmes félvezető anyag, de magasabb költsége miatt jellemzően speciális, nagy teljesítményű{1}}alkalmazásokhoz használják.
