מנקודת מבט טכנית, פאנלים סולאריים-דקים מבוססים בעיקר על האפקט הפוטואלקטרי. כאשר אור זורח על פני חומר, אלקטרונים בחומר סופגים אנרגיית פוטון ועוברים לפס ההולכה, וכך יוצרים זרם חשמלי. בהתאם לחומרים המשמשים, ניתן לסווג את הפאנלים הסולאריים-דקים למספר סוגים, כגון סוללות סיליקון דק- אמורפי, סוללות אינדיום גליום סלניד נחושת (CIGS) דק- וסוללות סרט דק של קדמיום טלורייד (CdTe)-. לכל חומר יש את מאפייני הביצוע הייחודיים שלו; לדוגמה, לסוללות סרטי סיליקון דק- אמורפי יש ביצועים טובים בתנאי תאורה נמוכה-, בעוד שסוללות CIGS סרטים דק- מפגינות יעילות המרה ויציבות גבוהות יותר.