İnce-film güneş pilinin çekirdek yapısı PN eklemidir. Tipik olarak farklı işlevlere sahip beş katman ince-film malzemesinden oluşur:
• Şeffaf iletken oksit (TCO) katmanı: Hücrenin ön elektrotu görevi görerek ışığın geçmesine ve akımın toplanmasına olanak tanır. Yaygın olarak kullanılan malzemeler arasında indiyum kalay oksit (ITO) bulunur.
• P-tipi yarı iletken katman: Fotojenlenmiş taşıyıcılar için taşıma katmanı görevi gören delikler oluşturur.
• İçsel yarı iletken katman (I katmanı): Temel olarak ışıkla üretilen elektron-delik çiftlerinin üretilmesinden ve ayrılmasından sorumlu olan çekirdek ışık-emici katman.
• N-tipi yarı iletken katman: Elektronlar üreterek P katmanıyla PN bağlantısının yerleşik-elektrik alanını oluşturur.
• Arka elektrot katmanı: Genellikle metalden yapılır ve akımı toplamak için kullanılır.