Plonosios plėvelės elementai yra fotovoltiniai elementai, naudojami elektros energijai gaminti iš šviesos. Fotovoltiniai (PV) elementai plačiau žinomi kaip saulės elementai; Nors saulės šviesa yra labiausiai paplitęs šaltinis, PV elementai gali sukurti energiją iš bet kokios šviesos. Saulės baterijos naudoja dideles PV elementų grupes elektros energijai gaminti iš saulės spindulių, tačiau tradicinės plokštės negamina energijos taip efektyviai, kaip kiti šaltiniai, pavyzdžiui, anglis. Plonos plėvelės elementai gali padidinti saulės energijos efektyvumą ir ekonomiškumą. Ši technologija buvo ištobulinta XXI amžiaus pradžioje.
Fotovoltinis efektas buvo atrastas XIX amžiuje, nors pirmieji tikri saulės elementai buvo pastatyti tik šeštajame dešimtmetyje. Jie veikia naudodami fotonus arba šviesos daleles, kad sumaišytų elektronus. Tada šie elektronai nukreipiami į grandinę ir tampa tinkama elektros energija. Nuo šeštojo dešimtmečio saulės elementams kurti buvo naudojamos įvairios medžiagos, didinant jų efektyvumą ir sumažinant gamybos sąnaudas. Vyriausybės paskatos ir susirūpinimas dėl iškastinio kuro naudojimo poveikio aplinkai paskatino vis didesnį susidomėjimą saulės energijos gamyba visame pasaulyje.
Tradicinių saulės elementų gamyba gali būti sudėtinga ir brangi. XX amžiaus pabaigoje ir 20 amžiaus pradžioje PV elementų dizaineriai pradėjo nagrinėti plonasluoksnių sluoksnių technologijas. Šis besivystantis mokslas leidžia sukurti mikroskopinio storio medžiagos sluoksnius, kartais tokius siaurus kaip vieno atomo plotis. Pirmą kartą naudojami mažiems elektroniniams prietaisams, tokiems kaip žaislai ir skaičiuotuvai, maitinti, netrukus buvo pradėti gaminti plonos plėvelės elementai, skirti visapusiškam saulės energijos gamybai.
Plonos plėvelės ląstelių gamybai reikalinga sterili aplinka, kartais vadinama švaria patalpa. Medžiaga, naudojama plėvelei sudaryti, dažniausiai puslaidininkinė medžiaga, pvz., silicis, redukuojama į skystą tirpalą. Plokštė, ant kurios turi būti dedama plėvelė, yra neigiamas elektros krūvis. Tada skysta medžiaga, turinti teigiamą krūvį, purškiama šalia plokštelės, ištirpstanti į mažytes ore esančias daleles. Šios dalelės prie plokštės pritraukiamos priešingu krūviu, prilimpa prie jos vienodo storio sluoksniu, kuris vėliau sukietėja į ploną plėvelę.
Plonos plėvelės elementų pranašumai vėl suaktyvino susidomėjimą saulės energija. Saulės technologijos jau yra sparčiausiai augantis energijos gamybos būdas planetoje. Prognozuojama, kad dėl nebrangių, lengvų ir efektyvių plonasluoksnių PV elementų saulės energija taps patrauklesnė kaip alternatyva tradicinei elektros energijos gamybai. Saulės energijos šalininkai tikisi, kad besivystanti technologija pasieks savo tinklo pariteto tikslą, todėl saulės energija bus tokia pat pigi ir efektyvi, kaip ir tradiciniai energijos gamybos metodai.