Solarzellen werden überwiegend aus Silizium hergestellt. Aus diesem Material werden Scheiben von wenigen Zehntel Millimeter Dicke geschnitten. Durch gezieltes Verunreinigen (Dotieren) mit Phosphor und Bor erzielt man in einer dünnen Oberflächenschicht einen Überschuss an Elektronen (n-Silizium), im Rest des Materials einen Mangel an Elektronen (p-Silizium). Es entsteht im Übergangsbereich ein inneres elektrisches Feld. Bei Lichteinwirkung werden freie Ladungsträger erzeugt und durch das innere elektrische Feld nach ihrer Polarität getrennt. Durch die beidseitig angebrachten Kontakte können die Elektronen fließen und die elektrische Gleichspannung wird nach außen geführt.

Sie werden aus sogenannten Wafern (einkristalline Siliziumscheiben) hergestellt, wie sie auch für die Halbleiterherstellung verwendet werden.

Sie bestehen aus Scheiben, die nicht überall die gleiche Kristallorientierung aufweisen. Sie können z.B. durch Gießverfahren hergestellt werden. Häufig werden diese Zellen auch als polykristalline Solarzellen bezeichnet.

Sie bestehen aus einer dünnen, nicht-kristallinen (amorphen) Siliziumschicht und werden daher auch als Dünnschichtzellen bezeichnet. Sie können etwa durch Aufdampfen hergestellt werden und haben im Sonnenlicht einen nur geringen Wirkungsgrad, bieten jedoch Vorteile bei wenig Licht, Streulicht und bei hoher Betriebstemperatur. Zu finden sind die amorphen Zellen beispielsweise auf Taschenrechnern oder Uhren.