薄膜太阳能电池的关键在于转换率低，无法与晶硅太阳能电池抗衡，这也是汉能所谋划的光伏全产业链模式的关键硬伤。因此现在汉能的重中之重，在于其薄膜太阳能电池技术的突破。一是要真正对比晶硅太阳能电池具有经济性优势，二是最终可以达到相对火电标杆电价平价上网乃至更优。
2009年，李河君加快在光伏业的布局，提出用两年时间上马2GW薄膜产能，做到全球第一。全球唯一在光伏薄膜领域有所斩获的是美国FirstSolar公司，其产能才刚刚达到1GW，并且用了十年的时间。随后的两年内，汉能布局9大光伏制造基地，每个基地的起始设计产能均在250MW以上。
2012年下半年全球光伏市场遭遇寒冬，但李河君却高调宣布，汉能集团的光伏产能已达3GW，超越FirstSolar成为全球最大的薄膜太阳能企业以及太阳能发电系统集成商。得益于这场光伏寒冬，这一年内李河君先后发起三起海外收购，收购对象德国索利博尔公司、美国米尔索勒公司以及全球太阳能源公司，这些均为薄膜太阳能的同业企业。汉能控股集团副总裁陈永红曾称，“我们基本上是以‘抄底’的价格收购的。”
但这个庞大的能源帝国并非全无隐忧。圈内人除了质疑其技术路线外，对其“自产自用，捆绑政府”的商业模式同样产生争议。
过去汉能的光伏业之所以能野蛮生长，是基于良好的政商关系。汉能常以大量投资作诱饵，迎合地方政府急于招商引资，提升GDP从而妆点政绩的心理，采用所谓的“三三制”，即地方政府、银行贷款和汉能各出资三分之一的模式，为汉能在各地布局光伏基地大开方便之门。
除此以外，汉能集团的资本运作一直备受质疑。英国《金融时报》指出，自2010年以来汉能薄膜发电合计实现148亿港元营收，几乎全部为向母公司汉能集团销售设备所得。换而言之，汉能薄膜发电通过向母公司出售生产设备，再将母公司生产完的材料购回，继而给母公司的下游企业或别家企业安装——通过如此简单的运作模式，汉能薄膜发电就轻松获得50%以上的净利润率。
电动汽车将是汉能下一个落点。2014年4月，汉能成为首家和特斯拉达成合作协议的中国充电站供应商，强势切入新能源汽车领域。李河君表示，薄膜发电技术的应用将使电动汽车实现移动充电，不再依赖充电桩。“6平方米左右的车顶是薄膜太阳能电池应用的巨大商机，也使电动汽车的远距离使用不再受充电桩的限制。”
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