薄膜电池通常由五层功能性薄膜构成，其中 P 层吸光层为核心部件，决定了各类电池的性能差异：1）透明导电氧化物（TCO）薄膜：主要起到透光和导电的作用；2）N 型窗口层：在光照条件下产生光伏效应；3）P 型吸光层：整个电池中最为核心的部分，光生载流子的产生、输运主要在该层进行；4）背接触层：降低 P 型吸收层和金属电极的接触势垒，减少背接触处载流子的复合几率；5）背电极：通常为金属薄膜，主要作用是收集空穴，连接外电路。
与传统晶硅相比，薄膜电池在透光率、颜色、尺寸方面的可定制化程度较高，建材属性更重，适配于物联网、交通、军事和商业建筑等多类场景。薄膜电池能基于用途设计成不同透光度、颜色图案、尺寸厚度的定制化产品。相比于晶硅电池，薄膜电池柔韧性更佳，能覆盖于不同弧度的建筑物曲面屋顶，应用场景广阔。此外，薄膜电池具备弱光性强、温度系数低、热斑效应弱等特点，在弱光环境下发电能力远胜于晶硅电池，同样装机量下，CdTe 发电量高于晶硅 5%以上。
CdTe 是目前技术成熟度最高的刚性薄膜电池。第一个 CdTe 薄膜电池是由RCA实验室于1976年在CdTe单晶上镀上In的合金制得的，其效率为2.1%。1982 年，Kodak 实验室用化学沉积法在 P 型的 CdTe 上制备一层超薄的 N 型CdS，制备了效率超过 10%的异质结 p-CdTe/n-CdS 薄膜太阳能电池。这是现在产业化碲化镉薄膜太阳能电池的原型。
