Một tế bào năng lượng mặt trời được chế tạo bằng vật liệu bán dẫn như silic. Để tăng độ dẫn điện của silic, các nhà khoa học đã tiếng hành tạp chất hóa silc bằng cách kết hợp silic với các vật liệu khác. Một chất bán dẫn silic có hai phần, mỗi phần được pha tạp với một loại vật liệu khác, thường là kết hợp với phốt pho và boron để tạo ra silic loại N (điện cực N) và silic laoij P (điện cực P).

Ánh sáng mặt trời được làm bằng các photon sẽ tiếp xúc với các tế bào silic để tiếng hành quá trình tạo ra dòng điện. Một bộ biến tần sẽ được gắn với các tế bào năng lượng mặt trời sẽ biến dòng điện từ một chiều thành dòng điện xoay chiều vì dòng điện xoay chiều chính là dòng điện chúng ta đang sử dụng thường xuyên. Tuy nhiên, trên thực tế thì hầu hết năng lượng mặt trời có tác dụng nhiệt nhiều hơn là năng lượng điện sử dụng được.

Hiện nay các nhà khoa học vẫn đang ghiên cứu các loại vật liệu mới sao cho pin năng lượng mặt trời đạt hiệu quả và công suất cao hơn trong các ứng dụng ở tương lai.