Õhukeste{0}}päikesepaneelide peamised pooljuhtmaterjalid on järgmised:
Amorfne räni: amorfne räni on üks levinumaid õhukese{0}kilerakkude tüüpe. Elektri juhtimiseks tuleb see ühendada vesinikuga. Amorfseid räni päikesepatareisid leidub sageli elektroonikatoodetes, nagu kalkulaatorid ja kellad.
Kaadmiumtelluriid (CdTe): kaadmiumtelluriid on teine kaubanduslikult elujõuline õhukese{0}}kile pooljuhtmaterjal. Sellel on madalam hind ja pikem tasuvusaeg, samas kui see kasutab oma eluea jooksul vähem vett. Kaadmium on aga mürgine element ja võib ebaõige käitlemise korral põhjustada keskkonnareostust.
Vask-indiumgalliumdiseleniid (CIGS): CIGS-i õhukese{0}}kilega päikesepatareid saab sadestada plastikule, vähendades oluliselt kaalu ja suurendades paindlikkust.
Galliumarseniid (GaAs): galliumarseniid on veel üks õhukese{0}}kile pooljuhtmaterjal, kuid selle kõrgema hinna tõttu kasutatakse seda tavaliselt konkreetsetes suure jõudlusega rakendustes.
