Les fabricants fabriquent des cellules solaires à partir de silicium pur qui est traité avec du phosphore pour produire un excès d'électrons et de bore ; cela génère un déficit d'électrons, créant un semi-conducteur. Les disques de silicium minces produits dans ce processus sont brillants et nécessitent un revêtement antireflet à base de dioxyde de titane.
Les modules solaires sont constitués de matrices de cellules solaires encapsulées dans du caoutchouc de silicone transparent ou du plastique butyryle. Les fabricants intègrent des cellules individuelles dans de l'éthylène-acétate de vinyle. Les assembleurs montent le réseau de cellules sur un support en film de polyester, tel que du mylar ou du tedlar, et le protègent avec un couvercle en verre ou en plastique léger. Un cadre en acier lié à l'assemblage avec du ciment de silicium entoure le réseau. Les pièces électroniques et le câblage supplémentaires sont principalement en cuivre.
Charles Fritts a utilisé du sélénium recouvert d'or pour fabriquer la première cellule solaire dans les années 1880, qui était efficace à 1 %. Les scientifiques de Bell Gordon Pearson, Darryl Chapin et Cal Fuller ont produit la première cellule solaire au silicium en 1954, qui était efficace à quatre pour cent. En comparaison, les cellules solaires au silicium d'aujourd'hui sont efficaces à environ 15 %.
Les chercheurs tentent de réduire le coût des cellules solaires et d'augmenter leur efficacité. Une alternative consiste à utiliser du silicium amorphe minuscule et du silicium polycristallin plutôt que du silicium monocristallin. D'autres innovations incluent la réduction de l'ombre et la concentration de la lumière solaire en utilisant des couches de différents matériaux, tels que l'arséniure de gallium et le silicium, qui absorbent la lumière à différentes fréquences, augmentant ainsi l'efficacité de la transmission de la lumière solaire aux cellules.
