非晶硅面板是通过在玻璃或金属等基板材料上气相沉积一层薄薄的硅材料（约 1 微米厚）而形成的。非晶硅也可以在非常低的温度下沉积，低至 75 摄氏度，这也允许在塑料上沉积。
在最简单的形式中，单元结构具有单个引脚层序列。然而，当暴露在阳光下时，单层电池的功率输出会显着降低（在 15-35% 的范围内）。降解机制以其发现者的名字命名为 Staebler-Wronski 效应。
更好的稳定性需要使用更薄的层，以增加整个材料的电场强度。然而，这会降低光吸收，从而降低电池效率。这导致该行业开发了串联甚至三层器件，其中包含一个堆叠在另一个顶部的 pin 单元。
Uni-Solar 是使用非晶硅开发太阳能电池的先驱之一。他们使用三层系统（见下图），该系统经过优化以捕获来自全太阳光谱的光）。
从图中可以看出，太阳能电池的厚度仅为1微米，约为单晶硅太阳能电池尺寸的1/300。
虽然晶体硅达到了约 18% 的良率，但非晶太阳能电池的良率仍保持在 7% 左右。效率低的部分原因是 Staebler-Wronski 效应，该效应在面板暴露在阳光下的最初几个小时内显现出来，导致非晶硅面板的能量产率从 10% 下降到 7% 左右.
代尔夫特理工大学的一位德国研究人员展示了如何将非晶硅太阳能电池板的能量输出从 7% 左右提高到 9%。在他的博士研究中，Gijs van Elzakker 研究了非晶硅模块生产工艺中的适应性，以在不增加任何额外成本的情况下使用硅烷气体减少 Staebler-Wronski 效应来增加产量。
这只是今天尝试的一种方法。 UniSolar 的层压板效率目前为 8.2%；然而，到 2011 年春末，该公司预计使用其三重涂层/三重结技术的比例将达到 10%。
依靠光捕获、高速沉积和混合纳米技术的改进， Uni-Solar预计到 2012 年能够将其转换效率提高到 12%，并相信其产品线有可能达到 20+% .
非晶硅太阳能电池的主要优点是制造成本较低，这使得这些电池在成本上极具竞争力。
与晶体硅相比，a-Si 的主要优点之一是它在大面积上更加均匀。由于非晶硅自然充满缺陷，因此任何其他缺陷，例如杂质，都不会对材料的整体特性产生太大影响。
无定形硅可以制成各种形状和尺寸（例如，圆形、方形、六边形或任何其他复杂形状。这使其成为用于各种应用的理想技术，例如为电子计算器、太阳能手表、花园灯，以及为汽车配件供电。用于袖珍计算器的小型太阳能电池已使用 a-Si 制造多年。
与将电池分开并重新组合的晶体太阳能电池不同，非晶硅电池可以在形成电池的同时串联连接，从而可以轻松制造各种电压的面板（例如，用于太阳能电池板）电池充电器）。
人眼对波长为 400 nm 至 700 nm 的光敏感。由于非晶硅太阳能电池对基本相同波长的光敏感，这意味着除了用作太阳能电池外，它们还可用作光传感器（例如，室外传感器灯等）。
一些非晶太阳能电池板还带有防阴影技术或电池内的多个电路，因此如果整排电池受到完全遮蔽，则电路不会完全损坏，仍然可以获得一些输出。这在船上安装太阳能电池板时特别有用。
非晶硅太阳能电池板的开发过程还使它们在运输或安装过程中更不容易损坏。这有助于降低损坏光伏系统重大投资的风险。
这种技术的另一个主要优点是耐热性更强。根据一项为期四年的 NREL 研究，观察到随着温度升高，非晶硅光伏组件的效果会更好。
如前所述，这些面板的效率低于单晶太阳能电池，甚至多晶太阳能电池。试图提高效率，例如构建多层电池或与锗合金化以减小其带隙并进一步提高光吸收，都增加了复杂性。也就是说，工艺更复杂，工艺良率可能更低，因此成本可能更高——从而降低了这种太阳能电池的成本优势。
非晶电池的预期寿命比晶体电池的寿命短，尽管难以确定短多少，尤其是随着技术的不断发展。从查阅文献来看，预期寿命仍然在25年左右。例如，Uni-Solar 为其 144 Wp 面板提供以下性能保证：10 年 92%，20 年 84%，25 年 80%（最低功率）。
三洋开发了一种混合太阳能电池，通过在单晶太阳能电池上涂覆非晶硅涂层（见附图）。他们称其为 HIT 太阳能电池，其效率等级为 20.2%。
根据IMS Research ，三洋在 2010 年第一季度生产的太阳能电池板的兆瓦排名第 10，这在很大程度上是由于其混合太阳能电池技术的普及。
除了高效率等级外，这些电池还利用了非晶硅在更高温度（高于 25˚C）下的高性能，因此三洋声称，随着温度升高，这些电池比单晶硅电池多产生约 10% 的电力——如果您所在的位置温度经常超过 25˚C（工作温度范围从 –20˚C 到 46˚C），则值得考虑使用它们。
注意：虽然大多数面板制造商指定面板性能范围为 –5% / +5% … Sanyo 保证在交付时 100% 性能（即 -0%/+10%）。
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