非晶矽面板是通過在玻璃或金屬等基板材料上氣相沉積一層薄薄的矽材料（約 1 微米厚）而形成的。非晶矽也可以在非常低的溫度下沉積，低至 75 攝氏度，這也允許在塑料上沉積。
在最簡單的形式中，單元結構具有單個引腳層序列。然而，當暴露在陽光下時，單層電池的功率輸出會顯著降低（在 15-35% 的範圍內）。降解機制以其發現者的名字命名為 Staebler-Wronski 效應。
更好的穩定性需要使用更薄的層，以增加整個材料的電場強度。然而，這會降低光吸收，從而降低電池效率。這導致該行業開發了串聯甚至三層器件，其中包含一個堆疊在另一個頂部的 pin 單元。
Uni-Solar 是使用非晶矽開發太陽能電池的先驅之一。他們使用三層系統（見下圖），該系統經過優化以捕獲來自全太陽光譜的光）。
從圖中可以看出，太陽能電池的厚度僅為1微米，約為單晶矽太陽能電池尺寸的1/300。
雖然晶體矽達到了約 18% 的良率，但非晶太陽能電池的良率仍保持在 7% 左右。效率低的部分原因是 Staebler-Wronski 效應，該效應出現在面板暴露在陽光下的最初幾個小時，導致非晶矽面板的能量產率從 10% 下降到 7% 左右.
代爾夫特理工大學的一位德國研究人員展示瞭如何將非晶矽太陽能電池板的能量輸出從 7% 左右提高到 9%。在他的博士研究中，Gijs van Elzakker 研究了非晶矽模塊生產過程中的調整，以在不增加任何額外成本的情況下使用矽烷氣體減少 Staebler-Wronski 效應來增加產量。
這只是今天嘗試的一種方法。 UniSolar 的層壓板效率目前為 8.2%；然而，到 2011 年春末，該公司預計使用其三重塗層/三重結技術的比例將達到 10%。
依靠光捕獲、高速沉積和混合納米技術的改進， Uni-Solar預計到 2012 年能夠將其轉換效率提高到 12%，並相信其產品線有可能達到 20+% .
非晶矽太陽能電池的主要優點是製造成本較低，這使得這些電池在成本上極具競爭力。
與晶體矽相比，a-Si 的主要優點之一是它在大面積上更加均勻。由於非晶矽自然充滿缺陷，因此任何其他缺陷，例如雜質，都不會對材料的整體特性產生太大影響。
無定形矽可以製成各種形狀和尺寸（例如圓形、方形、六邊形或任何其他復雜形狀。這使其成為用於各種應用的理想技術，例如為電子計算器、太陽能手錶、花園燈，以及為汽車配件供電。用於袖珍計算器的小型太陽能電池已使用 a-Si 製造多年。
與將電池分開並重新組合的晶體太陽能電池不同，非晶矽電池可以在形成電池的同時串聯連接，從而可以輕鬆製造各種電壓的面板（例如，用於太陽能電池板）電池充電器）。
人眼對波長為 400 nm 至 700 nm 的光敏感。由於非晶矽太陽能電池對基本相同波長的光敏感，這意味著除了用作太陽能電池外，它們還可用作光傳感器（例如，室外傳感器燈等）。
一些非晶太陽能電池板還帶有防陰影技術或電池內的多個電路，因此如果整排電池受到完全遮蔽，則電路不會完全損壞，仍然可以獲得一些輸出。這在船上安裝太陽能電池板時特別有用。
非晶矽太陽能電池板的開發過程還使它們在運輸或安裝過程中更不容易損壞。這有助於降低損壞光伏系統重大投資的風險。
這種技術的另一個主要優點是耐熱性更強。根據一項為期四年的 NREL 研究，觀察到隨著溫度升高，非晶矽光伏組件的效果會更好。
如前所述，這些面板的效率低於單晶太陽能電池，甚至多晶太陽能電池。嘗試提高效率，例如構建多層電池或與鍺合金化以減小其帶隙並進一步提高光吸收，都增加了複雜性。也就是說，工藝更複雜，工藝良率可能更低，因此成本可能更高——從而降低了這種太陽能電池的成本優勢。
非晶電池的預期壽命比晶體電池的壽命短，儘管難以確定短多少，尤其是隨著技術的不斷發展。從查閱文獻來看，預期壽命仍然在25年左右。例如，Uni-Solar 為其 144 Wp 面板提供以下性能保證：10 年 92%，20 年 84%，25 年 80%（最低功率）。
三洋開發了一種混合太陽能電池，通過在單晶太陽能電池上塗覆非晶矽塗層（見附圖）。他們稱其為 HIT 太陽能電池，其效率等級為 20.2%。
根據IMS Research ，三洋在 2010 年第一季度生產的太陽能電池板的兆瓦排名第 10，這在很大程度上是由於其混合太陽能電池技術的普及。
除了高效率等級外，這些電池還利用了非晶矽在更高溫度（高於 25˚C）下的高性能，因此三洋聲稱，隨著溫度升高，這些電池比單晶矽電池多產生約 10% 的電力——如果您所在的位置溫度經常超過 25˚C（工作溫度範圍從 –20˚C 到 46˚C），則值得考慮使用它們。
注意：雖然大多數面板製造商指定面板性能範圍為 –5% / +5% … Sanyo 保證在交付時 100% 性能（即 -0%/+10%）。
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