当光照射在光伏电池（也称为太阳能电池）上时，光可以反射、吸收或直接通过电池。光伏电池由半导体材料组成；“半”意味着它可以比绝缘体更好地导电，但不能像金属这样的好导体那样导电。光伏电池片中有几种不同的半导体材料。
当半导体暴露在光下时，它吸收光的能量，并将其转移到被称为电子负电粒子的材料中。这种额外的能量允许电子以电流的形式流过材料。这种电流通过导电金属触点——太阳能电池板上的网格线——提取出来，然后可以用来为家庭和电网的其他部分供电。
光伏电池片的效率是指与电池片上的能量相比，从电池片中产生的电能的数量，表明电池片将能量从一种形式转化为另一种形式的有效性。光伏电池片产生的功率取决于可用光的特性（如强度和波长）和电池片的各种性能属性。
光伏半导体的一个重要属性是带间隙，它显示了材料能吸收哪些波长的光并将其转化为电能。如果半导体的带间隙与光伏电池上的光波长相匹配，则电池可以有效地利用所有可用的能量。
到目前为止，硅是太阳能电池中最常用的半导体材料，约占今天销售的部件的95%。它也是世界上第二种最丰富的材料（仅次于氧气），也是计算机芯片中最常见的半导体。晶体硅电池由硅原子连接形成晶格。这种晶格提供了一种有组织的结构，使光转化为电的效率更高。
目前，硅制成的太阳能电池板提供了高效、低成本、长寿命的结合。一些太阳能电池板预计将持续25年或更长时间，在此期间后仍能产生80%以上的原始功率。因此，太阳能电池板的大部分材料是硅，其他材料是基于太阳能电池板的结构：表面材料（PET/ETFE/玻璃）+EVA+太阳能电池片+EVA+背面材质（PCB/TPT)来决定。
