Solarzellen werden aus Materialien hergestellt, die Sonnenlicht direkt in Strom umwandeln können. Die meisten der heutigen kommerziellen Solarzellen werden aus Silizium gefertigt (chemisches Symbol Si). Silizium ist ein sogenannter Halbleiter. Silizium kann überall auf der Welt als Quarzsand gefunden werden. Dieser besteht aus Siliziumdioxid (SiO2), das auch als Quarzit bezeichnet wird. Eine andere Anwendung von Halbleiter-Silizium liegt in der Mikroelektronik, wo Silizium als Basis für Chips benutzt wird.

Die Silizium-Solarzellen können mono-, multikristallin oder amorph sein. Der Unterschied zwischen diesen Zelltypen liegt darin, wie die Siliziumatome untereinander im Kristall angeordnet sind. Hieraus ergeben sich auch unterschiedliche Wirkungsgrade der Zellen.

Zellwirkungsgrade:

• Monokristalline: 14-20 %
• Multikristalline: 13-18 %
• Cadmium-Tellurid: 7-8 %
• Amorphe: 5-13 % 

Der Wirkungsgrad gibt den Prozentsatz von Sonnenlicht an, der in elektrische Energie umgewandelt wird. Mono- und multikristalline Solarzellen haben einen ähnlichen Wirkungsgrad. Im Vergleich zu amorphen Zellen ist deren Wirkungsgrad deutlich höher einzustufen. Die meisten Solarzellen sind in Schichten aufgebaut. Die unterste Schicht ist der metallische Rückseitenkontakt, darauf befinden sich zwei Schichten aus Silizium. Die oberste Schicht besteht aus metallischen Frontkontakten mit einer Antireflexionsschicht, die den Solarzellen die typische blaue Färbung verleiht.