I produttori fabbricano celle solari dal silicio puro che viene trattato con fosforo per produrre elettroni e boro in eccesso; questo genera una carenza di elettroni, creando un semiconduttore. I dischi di silicio sottili prodotti in questo processo sono lucidi e richiedono un rivestimento antiriflesso fatto di biossido di titanio.
I moduli solari sono costituiti da matrici di celle solari incapsulate con gomma siliconica trasparente o plastica butirrilica. I produttori incorporano singole cellule in etilene vinil acetato. Gli assemblatori montano la serie di celle su un supporto di film in poliestere, come il mylar o il tedlar, e lo proteggono con un coperchio in vetro o plastica leggera. Un telaio in acciaio legato al complesso con cemento siliconico circonda la matrice. Ulteriori parti elettroniche e cablaggi sono costituiti principalmente da rame.
Charles Fritts usava il selenio rivestito d'oro per fare la prima cella solare nel 1880, che era efficiente per un percento. Gli scienziati Bell Gordon Pearson, Darryl Chapin e Cal Fuller hanno prodotto la prima cella solare al silicio nel 1954, che era efficiente al quattro per cento. In confronto, le celle solari al silicio di oggi sono efficienti al 15% circa.
I ricercatori cercano di ridurre il costo delle celle solari e aumentare la loro efficienza. Un'alternativa è l'utilizzo di silicio amorfo e silicio policristallino, piuttosto che silicio monocristallino. Altre innovazioni includono la riduzione al minimo del colore e la messa a fuoco della luce solare utilizzando strati di materiali diversi, come l'arseniuro di gallio e il silicio, che assorbono la luce a frequenze diverse, aumentando l'efficienza della trasmissione della luce solare alle cellule.
