Fotovoltaický solárny panel sa skladá z desiatok jednotlivých článkov zapojených dohromady, aby produkovali výstup rovnajúci sa celkovému počtu všetkých článkov v paneli. Aktívnym materiálom v každej bunke je kremík, rovnaký prvok, z ktorého je vyrobená polovodičová elektronika. Kremík má fotoelektrické vlastnosti a generuje prúd, keď na neho svietite.
Metaloidy
Špeciálna skupina prvkov nazývaná metaloidy zaberá oblasť medzi kovmi a nekovmi v periodickej tabuľke; metaloidy majú niektoré vlastnosti kovov a niektoré nekovov. Napríklad metaloidy môžu byť krehké ako nekovy, ale vedú elektrinu ako kovy. Dva hlavné príklady metaloidných prvkov sú kremík a germánium. Z týchto dvoch typov má kremík väčšie využitie v elektronike, pretože germánium má problémy v prostrediach teplejších ako izbová teplota.
Dopovaný kremík
Proces nazývaný doping mieša malé množstvo nečistôt do kremíka a mení jeho elektronické vlastnosti. Napríklad keď je kremík dotovaný bórom, má prebytok kladných elektrických nábojov. Dopovaný arzénom sa náboj kremíka stáva záporným. Solárny článok je sendvič z dvoch vrstiev kremíka, jednej pozitívnej a druhej negatívnej. Obe strany fungujú ako kladné a záporné póly batérie.
Fotoelektrický efekt
Keď svetlo dopadá na povrch solárneho článku, energia pohybuje elektrónmi v kremíku. Po pripojení k okruhu sa solárny článok stáva zdrojom elektrického prúdu. Aj keď je prúd poskytovaný jedným článkom malý - rádovo niekoľko miliampérov - prúdy mnohých článkov v solárnom paneli navzájom pospájaných poskytujú niekoľko ampérov prúdu.
Silicon’s Response to Light
V úplnej tme solárny článok neprodukuje žiadny prúd. So zvyšovaním množstva svetla sa zvyšuje aj výkon bunky. Maximálny prúd bunky je však obmedzený; akékoľvek ďalšie svetlo presahujúce maximálny jas neprodukuje žiadny zvýšený elektrický výkon. Okrem jasu záleží aj na vlnovej dĺžke dopadajúceho svetla. Typický kremíkový solárny článok reaguje na väčšinu viditeľných a infračervených častí slnečného spektra slnka, ale niektoré vlnové dĺžky v žltej a červenej oblasti sú absorbované zle. Niektoré z infračervených lúčov a všetky dlhšie vlnové dĺžky prechádzajú slnečným článkom a neprodukujú elektrinu.