Các nhà sản xuất chế tạo pin mặt trời từ silicon tinh khiết được xử lý bằng phốt pho để tạo ra các electron và boron dư thừa; điều này tạo ra sự thiếu hụt electron, tạo ra chất bán dẫn. Các đĩa silicon mỏng được tạo ra trong quá trình này sáng bóng và cần có lớp phủ chống phản xạ làm từ titanium dioxide.
Mô-đun năng lượng mặt trời bao gồm các mảng pin mặt trời được bọc bằng cao su silicon trong suốt hoặc nhựa butyryl. Các nhà sản xuất nhúng các tế bào riêng lẻ vào ethylene vinyl acetate. Các nhà lắp ráp gắn các mảng tế bào trên tấm nền bằng phim polyester, chẳng hạn như mylar hoặc tedlar, và bảo vệ nó bằng một tấm kính hoặc lớp nhựa nhẹ. Một khung thép liên kết với bộ phận lắp ráp bằng xi măng silicon bao quanh mảng. Các bộ phận điện tử bổ sung và hệ thống dây điện chủ yếu bằng đồng.
Charles Fritts đã sử dụng selen phủ vàng để chế tạo pin mặt trời đầu tiên vào những năm 1880, hiệu suất một phần trăm. Các nhà khoa học của Bell, Gordon Pearson, Darryl Chapin và Cal Fuller đã sản xuất pin mặt trời silicon đầu tiên vào năm 1954, có hiệu suất 4%. Để so sánh, các tế bào năng lượng mặt trời silicon ngày nay có hiệu suất xấp xỉ 15%.
Các nhà nghiên cứu cố gắng giảm chi phí của pin mặt trời và tăng hiệu quả của chúng. Một giải pháp thay thế là sử dụng silicon cực nhỏ, vô định hình và silicon đa tinh thể thay vì silicon đơn tinh thể. Những cải tiến khác bao gồm giảm thiểu bóng râm và tập trung ánh sáng mặt trời bằng cách sử dụng các lớp vật liệu khác nhau, chẳng hạn như arsenide gali và silicon, hấp thụ ánh sáng ở các tần số khác nhau, tăng hiệu quả truyền ánh sáng mặt trời đến các tế bào.
