Основната структура на тънко{0}}слойната слънчева клетка е PN преходът. Обикновено се състои от пет слоя тънко-слойни материали с различни функции:
• Слой от прозрачен проводим оксид (TCO): Служи като преден електрод на клетката, позволявайки на светлината да преминава през нея и да събира ток. Често използваните материали включват индиев калаен оксид (ITO).
• Полупроводников слой тип P-: Генерира дупки, действайки като транспортен слой за фотогенерирани носители.
• Вътрешен полупроводников слой (I слой): Сърцевината, поглъщаща светлина-слой, отговорен основно за генерирането и разделянето на фотогенерирани двойки електрони-дупки.
• Полупроводников слой тип N-: Генерира електрони, образувайки вграденото-електрическо поле на PN прехода с P слоя.
• Заден електроден слой: Обикновено направен от метал, използван за събиране на ток.
