能源领域的关键拼图光伏薄膜电池（如碲化镉CdTe、铜铟镓硒CIGS、钙钛矿电池）代表了太阳能利用的一种重要路径，其潜力在于成本较低、重量轻、可柔性化，适合大规模建筑一体化（BIPV）和便携式应用。无论是锂离子电池还是新兴的固态电池，其核心的正负极活性材料层、电解质层（液态、聚合物或固态电解质膜）、隔膜，本质上都是功能各异的薄膜材料。燃料电池中的质子交换膜（PEM）更是技术核心。功能性薄膜还应用于高效的隔热涂层，减少能量损失。
工业防护与包装的“隐形卫士”防护性薄膜在工业领域广泛用于防腐、耐磨、装饰。工具、刀具表面的硬质涂层（如TiN，金刚石薄膜）成倍提升耐用性；机械部件的减摩涂层延长寿命；建筑材料的防腐蚀涂层抵御环境侵蚀。食品、药品、电子产品包装中无处不在的阻隔性薄膜（如BOPP、BOPET、铝塑复合膜）形成至关重要的屏障，有效隔绝氧气、水汽、光线，保障产品安全与延长保质期。柔性显示屏的保护盖板也依赖高强度的超薄玻璃或聚合物膜。
