在硅系列电池中，非晶硅（a-Si）对阳光的吸收系数最高，活性层只需要1 μm 厚，材料的需求大大减少。但是也有不少缺点：随光照时间增加效率反而衰退；禁带宽度为1.7 eV，对长波区域不敏感。研究证实，叠层太阳能电池可有效提高非晶硅的稳定性，使室外阳光下照射1 年的效率衰退率从单结的25%~35%下降到20%以下。下面将介绍a-Si/poly-Si，a-Si/μc-Si，a-Si/CIS 3 种主要的非晶硅叠层太阳能电池。多晶硅（poly-Si）的禁带宽度（1.12 eV）比非晶硅小得多，作为a-Si/poly-Si 叠层太阳能电池底电池的光吸收体， 它能有效吸收从顶层电池透射的能量小于非晶硅禁带宽度的太阳光辐射光谱，提高叠层电池的能量转换效率。Takakura理论上计算出a-Si/poly-Si 叠层太阳能电池有超过30%的效率， 已制备出13.3%能量转换效率的a-Si/poly-Si 叠层太阳能电池，四端输出转换效率达21%，未发现电池性能随光照而衰退。微晶硅（μc-Si:H）有比非晶硅更高的光吸收系数，尤其近红外高出2~3 数量级，光照衰退效应引起的薄膜性能衰退远比非晶硅小，而经氧化微晶硅的载流子迁移率可增大20 倍，激起人们研制全微晶硅P-i-N 型太阳能电池的热情。目前单结微晶硅P-i-N 太阳能电池能量转换效率已达7.8%，而且其光伏特性特别适合用来制造a-Si/μc-Si 叠层电池的底电池， 国外报道已获得9.4%的电池能量转换效率，且长期光照电池性能衰退极小。林鸿生等通过数值求解Poisson 方程， 对经高强度光辐射过的a-Si/μc-Si 叠层电池进行了数值模拟分析，表明a-Si/μc-Si 叠层电池的顶层电池a-Si 未发生光致衰退效应，这种结构的电池具有较高的光稳定性。薛俊明等采用射频等离子增强化学气相沉积法制得a-Si/μc-Si 叠层电池，效率达到9.83%，高于国外水平。

CuInSe2是一种光吸收系数很高的半导体材料，对能量稍大于其禁带宽度（1.04 eV）的光子，它的吸收系数在105 cm-1数量级上。CuInSe2基多晶薄膜太阳能电池已得到了广泛的研究，它也是一种制造a-Si/CIS 叠层太阳能电池底电池最理想的光吸收体材料之一。Takakura从理论上算出a-Si/CIS 叠层太阳能电池的能量转换效率能超过20%，已制备出13%稳定效率的a-Si/CIS 叠层太阳能电池，而四端输出达14.6%，没有发现电池性能随光照而衰退 。