A szolár cellák két fajta anyagból épülnek fel. Ezeket p-típiusú és n-típusú félvezetőknek nevezük. A fény gerjeszti a félvezető atomjait, ionizálja és ezáltal a beeső fotonok többlet töltéshordozókat keltenek. A pozitív töltéshordozók (lyukak) a p-rétegben, míg a negatív töltéshordozók (elektronok) az n-rétegben keletkeznek.

A cella teljesítményét a következők  határozzák meg:

- a szolár cella anyagának típusa és mérete
- a fény intenzitása
- a fény hullámhossza

A Si egykristály alapú szolár cellák  segítségével nem vagyunk képesek a napsugárzás energiájának 25 % - nál többet elektromos árammá alakítani, mivel az infravörös tartományban a fénynek nincs elég energiája, hogy ionizálja a félvezető atomjait. A polikristályos Si szolár cellák csak 10 % körüli, míg az amorf Si cellák a legalacsonyabb, 5-8 % hatásfokon tudják hasznosítani a nap sugárzási energiáját.

Egy tipikus Si kristály alapú szolár cella 1.5 W/100 cm2 teljesítményt ad le 0.5V egyen feszültség és 3A áram formájában teljes nyári napsütésnél (1000 W/m2). A leadott teljesítmény egyenesen arányos a napsütés intenzitásával. A különböző napelemek összehasonlítására az áramerősség/felületegység (A/cm2) értéke a legmegfelelőbb.

A cellák összekapcsolásával kialakított szolármodulokból állítják elő a felhasználó számára a szolár rendszert.  A napelemes rendszer a szolár cellákon kívül tartalmazza még az elektromos csatlakozásokat, az illesztési eszközöket, a  szabályozókat, átalakítókat és az akkumulátorokat.

A szilícium alapú napelem típusai és jellemzői

Alapvetően három fő típust különbözetünk meg, ezek  a  monokristályos a polikristályos, illetve az amorf kristályos napelemek.

Monokristályos napelem

A ma létező legjobb Si alapú napelem, aminek hatásfoka 15-25% között van. A monokristályos napelem a közvetlen napfényt hasznosítja a legjobban, a szórt napfényt már kevésbé. Élettartama kb.30 év.

Monokristályos napelem

Polikristályos napelem

Hatásfoka megközelíti a monokristályos napelemét, 10-13% között van. Élettartama kb.25 év.

Polikristályos napelem

Amorf napelem

Ez a legelterjedtebb típus, mert olcsó az előállítási költsége. A hatásfoka 5-8% között van, ami a leggyengébb és ezért jóval nagyobb felülettel kell számolnunk. Az amorf napelem a szórt fényt jobban hasznosítja, mint a közvetlen napfényt. Az élettartamuk csak 10 év körül van.

Amorf típusú napelem