Fotovoltaický solární panel se skládá z desítek jednotlivých článků zapojených dohromady, které produkují výstup rovný součtu všech článků v panelu. Aktivním materiálem v každé buňce je křemík, stejný prvek, ze kterého je vyrobena elektronika v pevné fázi. Křemík má fotoelektrické vlastnosti a generuje proud, když na něj svítíte.
Metaloidy
Speciální skupina prvků zvaná metaloidy zaujímá oblast mezi kovy a nekovy v periodické tabulce; metaloidy mají některé vlastnosti kovů a některé nekovy. Například metaloidy mohou být křehké jako nekovy, ale mohou vést elektřinu jako kovy. Dva hlavní příklady metaloidních prvků jsou křemík a germanium. Z těchto dvou má křemík větší využití v elektronice, protože germánium má problémy v prostředích teplejších než pokojová teplota.
Dopovaný křemík
Proces zvaný doping mísí malé množství nečistot do křemíku a mění jeho elektronické vlastnosti. Například když je křemík dotován bórem, má přebytek kladných elektrických nábojů. Dopovaný arzenem se náboj křemíku stává záporným. Solární článek je sendvič ze dvou vrstev křemíku, jedné pozitivní a druhé negativní. Obě strany fungují jako kladné a záporné vývody baterie.
Fotoelektrický efekt
Když světlo dopadá na povrch solárního článku, energie pohybuje elektrony v křemíku. Po připojení k okruhu se solární článek stává zdrojem elektrického proudu. I když je proud poskytovaný jedním článkem malý - řádově několik miliampérů - proudy mnoha článků v solárním panelu uspořádaných dohromady poskytují několik proudů proudu.
Silicon's Response to Light
V úplné tmě solární článek neprodukuje žádný proud. Se zvyšujícím se množstvím světla se zvyšuje i výkon buňky. Maximální proud buňky je však omezený; jakékoli další světlo nad maximální jas nevytváří žádný zvýšený elektrický výkon. Kromě jasu záleží také na vlnové délce dopadajícího světla. Typický křemíkový solární článek reaguje na většinu viditelných a infračervených částí slunečního spektra slunce, ale některé vlnové délky ve žluté a červené oblasti jsou absorbovány špatně. Některé z infračervených paprsků a všechny delší vlnové délky procházejí solárními články a neprodukují elektřinu.