ساختار هسته یک سلول خورشیدی نازک-فیلم اتصال PN است. معمولاً از پنج لایه از مواد لایه نازک- با عملکردهای مختلف تشکیل شده است:
• لایه اکسید رسانای شفاف (TCO): به عنوان الکترود جلوی سلول عمل می کند و اجازه عبور نور را می دهد و جریان را جمع آوری می کند. مواد رایج مورد استفاده عبارتند از اکسید قلع ایندیم (ITO).
• لایه نیمه هادی نوع P{0}: حفره هایی را ایجاد می کند که به عنوان لایه انتقال حامل های نوری عمل می کند.
• لایه نیمه رسانای ذاتی (لایه I): لایه جذب کننده نور هسته، که عمدتاً مسئول تولید و جداسازی جفت‌های حفره - الکترون‌های فوتو‌مولد شده است.
• لایه نیمه هادی نوع N{{0}: الکترون تولید می کند و میدان الکتریکی داخلی پیوند PN با لایه P را تشکیل می دهد.
• لایه الکترود پشتی: معمولاً از فلز ساخته می شود که برای جمع آوری جریان استفاده می شود.
