Producenci wytwarzają ogniwa słoneczne z czystego krzemu, który jest traktowany fosforem w celu wytworzenia nadmiaru elektronów i boru; to powoduje niedobór elektronów, tworząc półprzewodnik. Cienkie dyski krzemowe wytwarzane w tym procesie są błyszczące i wymagają powłoki antyrefleksyjnej wykonanej z dwutlenku tytanu.
Moduły słoneczne składają się z tablic ogniw słonecznych zamkniętych przezroczystą gumą silikonową lub plastikiem butyrylowym. Producenci umieszczają pojedyncze komórki w etylenowym octanie winylu. Asemblery montują układ komórek na podłożu z folii poliestrowej, takim jak mylar lub tedlar, i zabezpieczają go szklaną lub lekką plastikową osłoną. Stalowa rama połączona z zestawem za pomocą cementu silikonowego otacza układ. Dodatkowe części elektroniczne i okablowanie składają się głównie z miedzi.
Charles Fritts użył selenu pokrytego złotem, aby wyprodukować pierwszą ogniwo słoneczne w latach osiemdziesiątych XIX wieku, co stanowi jeden procent skuteczności. Bellowi naukowcy Gordon Pearson, Darryl Chapin i Cal Fuller wyprodukowali pierwsze krzemowe ogniwo słoneczne w 1954 roku, które było sprawne w czterech procentach. Dla porównania dzisiejsze krzemowe ogniwa słoneczne są w przybliżeniu 15 procent wydajne.
Naukowcy próbują zmniejszyć koszt ogniw słonecznych i zwiększyć ich wydajność. Jedną z alternatyw jest użycie drobnego, amorficznego krzemu i krzemu polikrystalicznego zamiast krzemu monokrystalicznego. Inne innowacje obejmują minimalizowanie cienia i skupianie światła słonecznego poprzez stosowanie warstw różnych materiałów, takich jak arsenek galu i krzem, które pochłaniają światło o różnych częstotliwościach, zwiększając efektywność przesyłania światła słonecznego do komórek.
