La parola fotovoltaica deriva dalle parole che significano luce ed elettricità. Così fotovoltaico (PV) pannelli guadagnano loro nome convertendo la luce in elettricità. In particolare, solare fotovoltaico converte la luce solare in elettricità. Ci sono diversi tipi di solare fotovoltaico, ma tutti questi sono fatti da semiconduttori. La struttura fisica dei semiconduttori, insieme con la distribuzione degli elettroni nel materiale, li rende adatti per assorbire la luce e liberando elettroni per fornire potenza.
Silicio
L'elemento minerale più comune sulla terra è il silicio. Il materiale semiconduttore più comune è anche il silicio. Silicio PV non è costruito da silicio puro, ma i cristalli di silicio che sono stati "drogati" con impurità che disturbano l'equilibrio degli elettroni nel materiale. L'equilibrio di disturbo crea una situazione dove la luce solare può essere assorbita. Il miglior assorbimento proviene da celle in silicio monocristallino, costruite con i dischi che sono tutti tagliati da un lingotto di cristallino singolo. Cristalli di silicio amorfo sono costruiti dai wafer che hanno molti piccoli cristalli fabbricati uno accanto a altro in un singolo disco.
Tellururo di cadmio
Monocristallino o celle di silicio amorfo sono poche centinaia micrometri spessi, che di pochi decimi di millimetro. Celle solari a film sottile sono solo pochi micrometri (pochi milionesimi di metro) di spessore. È possibile fare celle a film sottile di silicio, ma non sono molto efficienti. Un materiale semiconduttore differenti, tellururo di cadmio (CdTe), funziona molto meglio come materiale fotovoltaico a film sottile. Pannelli a film sottile CdTe possono essere costruiti dall'inizio alla fine in poche ore, che li rende relativamente poco costoso.
Seleniuro di rame indio gallio
Un'altra tecnologia a film sottile è costruita da un semiconduttore diverso: rame seleniuro di indio gallio (CIGS). La tecnologia CIGS non è avanzata come lontano come le altre opzioni, ma ha maggiore efficienza rispetto ai altri film sottili. E la relativamente alta efficienza che hanno già è solo l'inizio---hanno il potenziale per raggiungere efficienza molto più alta.
Celle multigiunzione
Celle solari di ciascuno degli altri tipi sono costruite da una giunzione di semiconduttore singolo. La giunzione è al confine tra due materiali semiconduttori leggermente diverso. Il semiconduttore assorbe la luce in un intervallo di energia determinato da due materiali semiconduttori vicini. Celle multigiunzione sono costruite da stratificazione diverse giunzioni di semiconduttore in cima a vicenda. Poiché ogni strato assorbe un determinato intervallo di lunghezze d'onda, mettendo insieme strati extra aiuta la cellula PV assorbono molta più luce solare rispetto a singola giunzione celle. Celle multigiunzione possono essere fabbricate da diversi tipi di materiali semiconduttori.