Tunnfilmskisel är en form av kisel som vanligtvis används vid utformningen av solceller som används i tekniker som solenergigeneratorer och fotodetektorer. Det är ett mycket tunt lager av kisel som antingen är amorft, vilket betyder att det inte har någon kristallin struktur, eller har en av flera kristallina strukturer med speciella egenskaper. Tunnfilmskisel särskiljs från bulk- eller waferkisel, som är gjord av monokristallint eller polykristallint kisel.
Tunnfilmskisel är en halvledare och är användbar i solcellsceller på grund av hur det påverkas av ljus på kvantnivå. När fotoner av ljus träffar kislet och absorberas, gör detta att elektroner i kislet ökar i energinivå, och stiger från sin vanliga position i det tätt packade valensenergibandet till det mycket glesare ledningsenergibandet där de kan röra sig mycket mer fritt. Samtidigt skapar frånvaron av den negativt laddade elektronen i valensbandet en positiv laddningsbärare som kallas ett elektronhål i dess ställe, som kan röra sig genom valensbandet när på varandra följande elektroner rör sig för att fylla hålet och så skapa ett nytt. i sin tidigare position. Denna rörelse av laddningsbärare genom halvledaren producerar en elektrisk ström som kan användas som en energikälla eller ge signaler till detekteringsutrustning.
Tunnfilmskisel kan ha en av flera former. Amorft kisel har ingen kristallin struktur, vilket betyder att det inte finns någon långvägsordning eller mönster i arrangemanget av kiselatomerna. Nanokristallint, ibland kallat mikrokristallint, kisel har små kristallina korn omgivna och åtskilda av amorft kisel. Protokristallint kisel är kisel i en mellanfas av processen för kristallbildning i amorft kisel. Svart kisel är en form av kisel med en yta täckt av mikroskopiska monokristallina nålar, en struktur som ökar ljusabsorptionen. Olika former av tunnfilmskisel är effektiva för att fånga olika våglängder av ljus, så tunnfilmssolceller innehåller ofta lager av mer än en typ för att absorbera så mycket solljus som möjligt.
Tunnfilmkisel används främst inom solenergiindustrin på grund av kiselets egenskaper som halvledare. Tunnfilmsceller har ett antal fördelar jämfört med kiselsolceller i bulk, inklusive lägre materialkostnader och mindre storlek, även om detta kan komma på bekostnad av lägre energiomvandlingseffektivitet. Den lägre storleken och vikten på tunnfilmsceller gör den också mer lämpad för applikationer som solceller integrerade i byggnader och laddningssystem för fordon. Tunnfilmskisel används också i detektionsutrustning, såsom termografiska kameror och mörkerseende.