化合物類太陽能電池即化合物半導體太陽能電池，是發電元件(電池單元)的半導體材料不使用硅、而是使用多種物質的太陽能電池。由于化合物半導體是在玻璃或金屬等基板上利用基于蒸鍍等的薄膜工藝來形成，因此有助于降低成本。目前世界上已實現實用化的主要的化合物類太陽能電池方面，具有代表性的有以銅（Cu）、銦（In）、硒（Se）為原料的CIS太陽能電池，在上述原料的基礎上增加了鎵（Ga）的CIGS太陽能電池，以及使用碲化鎘（CdTe）的碲化鈣（CaTe）太陽能電池等。 

在日本，Solar Frontier公司（東京都港區）實現了CIS太陽能電池的實用化，Honda Soltec公司（熊本縣大津町）實現了CIGS太陽能電池的實用化。另外，美國*太陽能公司（First Solar）還實現了碲化鈣太陽能電池的實用化。光電轉換方面，使用多種半導體材料的化合物類半導體能夠轉換的光的波長范圍比硅更寬，所以理論上的轉換效率更高，通過技術開發，轉換效率提高的空間較大。 

實際上，化合物類太陽能電池的轉換效率zui初大幅低于結晶硅太陽能電池，不過后來慢慢提高，在逐漸接近結晶硅太陽能電池。另外，結晶硅太陽能電池具有發電損失會隨溫度的上升而增加的特性，而化合物類太陽能電池因溫度上升造成的損失較小。 

另外，化合物類太陽能電池還具有耐陰性強的優點。原來的結晶硅太陽能電池采用將電池單元串聯的設計，在陰影等的影響下，即便只有一個單元不發電，整體的功率輸出就會減少。而化合物類太陽能電池盡管也會受到陰影的影響，但功率輸出減少的只是陰影覆蓋的部分。 

目前，在已量產的化合物類太陽能電池中，碲化鈣太陽能電池的轉換效率zui高，但其原料中使用的鎘為有害物質，使用后有可能造成環境污染，因此實際大量采用這種太陽能電池的國家很少