化合物类太阳能电池即化合物半导体太阳能电池，是发电元件(电池单元)的半导体材料不使用硅、而是使用多种物质的太阳能电池。由于化合物半导体是在玻璃或金属等基板上利用基于蒸镀等的薄膜工艺来形成，因此有助于降低成本。目前世界上已实现实用化的主要的化合物类太阳能电池方面，具有代表性的有以铜（cu）、铟（in）、硒（se）为原料的cis太阳能电池，在上述原料的基础上增加了镓（ga）的cigs太阳能电池，以及使用碲化镉（cdte）的碲化钙（cate）太阳能电池等。
在日本，solar frontier公司（东京都港区）实现了cis太阳能电池的实用化，honda soltec公司（熊本县大津町）实现了cigs太阳能电池的实用化。另外，美国*太阳能公司（first solar）还实现了碲化钙太阳能电池的实用化。光电转换方面，使用多种半导体材料的化合物类半导体能够转换的光的波长范围比硅更宽，所以理论上的转换效率更高，通过技术开发，转换效率提高的空间较大。
实际上，化合物类太阳能电池的转换效率zui初大幅低于结晶硅太阳能电池，不过后来慢慢提高，在逐渐接近结晶硅太阳能电池。另外，结晶硅太阳能电池具有发电损失会随温度的上升而增加的特性，而化合物类太阳能电池因温度上升造成的损失较小。
另外，化合物类太阳能电池还具有耐阴性强的优点。原来的结晶硅太阳能电池采用将电池单元串联的设计，在阴影等的影响下，即便只有一个单元不发电，整体的功率输出就会减少。而化合物类太阳能电池尽管也会受到阴影的影响，但功率输出减少的只是阴影覆盖的部分。
目前，在已量产的化合物类太阳能电池中，碲化钙太阳能电池的转换效率zui高，但其原料中使用的镉为有害物质，使用后有可能造成环境污染，因此实际大量采用这种太阳能电池的很少