Ogniwa cienkowarstwowe to ogniwa fotowoltaiczne wykorzystywane do produkcji energii elektrycznej ze światła. Ogniwa fotowoltaiczne (PV) są powszechnie znane jako ogniwa słoneczne; podczas gdy światło słoneczne jest najczęstszym źródłem, ogniwa fotowoltaiczne mogą wytwarzać energię z dowolnej formy światła. Panele słoneczne wykorzystują duże grupy ogniw fotowoltaicznych do wytwarzania energii elektrycznej ze światła słonecznego, ale tradycyjne panele nie wytwarzają energii tak wydajnie, jak inne źródła, takie jak węgiel. Ogniwa cienkowarstwowe mogą potencjalnie zwiększyć wydajność i opłacalność energii słonecznej. Technologia została udoskonalona na początku XXI wieku.
Efekt fotowoltaiczny odkryto w XIX wieku, chociaż pierwsze prawdziwe ogniwa słoneczne zbudowano dopiero w latach 19. XX wieku. Działają, wykorzystując fotony lub cząstki światła do wzbudzania elektronów. Elektrony te są następnie kierowane do obwodu, stając się użyteczną energią elektryczną. Od lat pięćdziesiątych do tworzenia ogniw słonecznych używano różnych materiałów, zwiększając ich wydajność i obniżając koszty produkcji. Zachęty rządowe i obawy dotyczące skutków środowiskowych stosowania paliw kopalnych spowodowały wzrost zainteresowania wytwarzaniem energii słonecznej na całym świecie.
Tradycyjne ogniwa słoneczne mogą być kłopotliwe i kosztowne w produkcji. Pod koniec XX i na początku XXI wieku projektanci ogniw fotowoltaicznych zaczęli badać technologię cienkowarstwową. Ta rozwijająca się nauka pozwala na tworzenie warstw materiału o mikroskopijnej grubości, czasem tak wąskiej jak szerokość pojedynczego atomu. Po raz pierwszy wykorzystane do zasilania małych urządzeń elektronicznych, takich jak zabawki i kalkulatory, wkrótce rozpoczęto produkcję ogniw cienkowarstwowych do produkcji energii słonecznej na pełną skalę.
Produkcja ogniw cienkowarstwowych wymaga sterylnego środowiska, czasami nazywanego pomieszczeniem czystym. Substancja użyta do wykonania folii, zwykle materiał półprzewodnikowy, taki jak krzem, jest redukowana do ciekłego roztworu. Płyta, na której ma zostać osadzona folia, otrzymuje ujemny ładunek elektryczny. Ciekła substancja niosąca ładunek dodatni jest następnie rozpylana w pobliżu płyty, rozpuszczając się w drobne cząstki unoszące się w powietrzu. Cząsteczki te są przyciągane do płyty swoim przeciwstawnym ładunkiem, przylegając do niej w warstwie o jednolitej grubości, która później zestala się w cienką powłokę.
Zalety ogniw cienkowarstwowych ożywiły zainteresowanie energią słoneczną. Technologia słoneczna jest już najszybciej rozwijającą się metodą produkcji energii na świecie. Przewiduje się, że niedrogie, lekkie i wydajne cienkowarstwowe ogniwa fotowoltaiczne sprawią, że energia słoneczna będzie bardziej atrakcyjna jako alternatywa dla tradycyjnego wytwarzania energii. Zwolennicy energii słonecznej mają nadzieję, że rozwijająca się technologia osiągnie swój cel, jakim jest parytet sieci, czyniąc energię słoneczną tak tanią i wydajną jak tradycyjne metody wytwarzania energii.