Systematic review of the study on the efficiency of thin film solar cells
DOI:
https://doi.org/10.5281/zenodo.16051096Keywords:
Photovoltaic cells, thin film, efficiencyAbstract
In the current context of energy transition, thin-film photovoltaic technologies have gained prominence for their potential to offer lighter, more economical and sustainable energy solutions. The study aimed to analyze how film thickness and the type of material used influence the efficiency of solar cells, and to discuss their implications for the photovoltaic industry. To do so, the PRISMA methodology was applied, systematically reviewing twelve research studies published between 2020 and 2025. The selected studies evaluated technologies such as CdTe, perovskites, CIGS, CZTSSe, TiS₃ and new compounds such as doped AgSbS₂ and SnO₂. The results showed that both thickness reduction and appropriate choice of materials allow optimization of solar absorption, although challenges such as thermal stability and degradation by environmental factors were also identified. Some technologies, such as perovskites and TiS₃, achieved theoretical efficiencies of up to 22% in submicrometer layers, representing a breakthrough for mobile and architectural applications. It is concluded that not only efficiency, but also factors such as cost, durability and environmental impact are crucial for industrial adoption. It is recommended to continue researching emerging materials, improve cell stability and strengthen recycling and circular economy policies.
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References
Ahmed, W., Newaz, S., Zaman, Z., Mohd, N., Hoong, Y., Shaikh, K., . . . Hasnain, S. (2025). Carbon nanomaterials in coatings: A review focusing thin film photovoltaic solar cells. Materials Science in Semiconductor Processing, 185, 108929. https://doi.org/10.1016/j.mssp.2024.108929
Balenzategui, J. (2021). Tecnología de Células Solares de Silicio Cristalino. [Tesis de Doctorado, Escuela de Negocios EOI]. https://www.eoi.es/sites/default/files/savia/documents/componente45343.pdf
Ceh, F. (2024). Modulación de las propiedades de películas delgadas de SnO2 dopadas con Mg con aplicación en celdas solares MTO/CdTe. [Tesis de Doctorado, Instituto Politécnico Nacional]. https://repositorio.cinvestav.mx/SSIT0018479.pdf
Cepeda, J., y Sierra, A. (2020). Aspectos que afectan la eficiencia en los paneles fotovoltaicos y sus potenciales soluciones. Revista de la Universidad Santo Tomás, 32(4), 1-123. https://document/aspectos-afectan-eficiencia-paneles-fotovoltaicos-potenciales-soluciones.html
Chopra, K., Paulson, P., y Dutta, V. (2024). Células solares de capa delgada: una visión general. Revista de Investigación Cientifica, 12(2-3), 69-92. https://doi.org/10.1002/pip.541
Criollo, R., Guaillas, D., y Ochoa, D. (2024). Evolución tecnológica de la generación solar fotovoltaica: una revisión de la literatura en la última década. Revista Tecnológica Espol , 36(2), 13-31. https://doi.org/10.37815/rte.v36n2.1158
DS New Energy. (9 de Agosto de 2021). Fundamentos de células solares fotovoltaicas. https://www.dsisolar.com/info/solar-photovoltaic-cell-basics-60109776.html
Grima, P., Ruiz, L., Conquet, B., Sánchez, E., Contreras, M., Velásquez, A., y Gonzáles, W. (2021). Diseño, fabricación y caracterización de celdas solares p-CdTe/n-CdS en películas. Revista Técnica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad del Zulia, 44(2), 1-13. https://www.researchgate.net/publication/343583267.pdf
Hernández, I., Espitia, D., Olguín, J., Tolentino, J., Juárez, A., y Violante, A. (2023). Modelado de eficiencia energética de paneles solares fotovoltaicos. Revista Jóvenes En La Ciencia, 21, 1–15. https://www.jovenesenlaciencia.ugto.mx/index.php/jovenesenlaciencia/article/view/4163
Iqbal, T., Afsheen, S., y Kausar, S. (2025). Aplicaciones de película delgada en diferentes campos. En S. Singapur (Ed.), Técnicas de deposición de película delgada y sus aplicaciones en diferentes campos, 1(3), 279-304. https://doi.org/10.1007/978-981-96-1364-9
Kishore, Y., Radhalayam, Y., Ouladsmaned, M., Sangarajue, Sambasivam, Goniguntla, V., . . . Chalapathi, U. (2025). Evolución de fase en películas delgadas de AgSbS2 sintetizadas a través de un proceso de dos etapas. Boletín de Investigación de Materiales, 189, 121-134. https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2025.113430
Lara, D. (2021). Películas delgadas y celdas solares de SnSXSe1-X. [Tesis de Doctorado, Universidad Nacional Autónoma de México]. https://ru.dgb.unam.mx/bitstream/20.500.14330/TES01000806782/3/0806782.pdf
Martínez, V., y Seminario, R. (2021). Celdas solares de perovskita como alternativa para la electrificación rural del Perú. Social Innova Sciences Revista de Ciencia, 2(2), 42-50. https://doi.org/10.58720/sis.v2i2.52
Mukwevho, N., Mkhohlakali, A., Ntsasa, N., Sehata, J., Chimuka, L., Tshilongo, J., y Letsoalo, M. (2025). Methodological approaches for resource recovery from end-of-life panels of different generations of photovoltaic technologies–A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 207, 114980. https://doi.org/10.1016/j.rser.2024.114980
Reyes, J. (2023). Estudio del comportamiento fotovoltaico y estabilidad en celdas solares de perovskita híbrida en función de la temperatura. [Tesis de Maestría, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla]. https://hdl.handle.net/20.500.12371/20740
Saif, O., Elogail, Y., Abdolkader, T., Shaker, A., y Zekry, A. (2023). Revisión completa sobre las células solares de homojunción de película delgada: tecnologías, avances y desafíos. Revista Energies, 16(11),. https://doi.org/10.3390/en16114402
Sivasankar, S., Amorim, C., y Cunha, A. (2025). Progress in Thin-Film Photovoltaics: A Review of Key Strategies to Enhance the Efficiency of CIGS, CdTe, and CZTSSe Solar Cells. Journal of Composites Science, 9(3), 143. https://doi.org/10.3390/jcs9030143
Sotavento, T., y Ebong, A. (2023). Una revisión de las tecnologías y los desafíos de las células solares de película delgada. Revisiones de Energía Renovable y Sostenible, 36(2), 1286-1297. https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.12.028
Vélez, F., y Grijalva, C. (2020). Estudio e Implementación de un Sistema Fotovoltaico Aplicado a Luminarias: Caso de Estudio Unidad Educativa Dr. Francisco Falquez Ampuero. [Tesis de Pregrado, Universidad Politécnica Salesiana]. http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/18646
Villegas, C., Marinho, E., Dias, A., Venezuela, P., y Rocha, A. (2024). Optical properties of TiS3 as a novel thin film for single-junction and tandem solar cells. Solar Energy Materials and Solar Cells, 289, 113635. https://doi.org/10.48550/arXiv.2504.06368
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