Le silicium forme la plaquette semi-conductrice dans laquelle la lumière peut créer des porteurs de charge mobiles. De très petites quantités d’éléments dopants sont ajoutées pour produire des zones aux comportements électriques différents et former la jonction nécessaire à la cellule.
Les contacts métalliques récupèrent le courant. L’argent a longtemps été important dans les contacts des cellules ; le cuivre et l’aluminium sont aussi très utilisés dans les conducteurs, les rubans, les cadres et d’autres parties selon les modèles.
Le verre protège les cellules tout en laissant passer la lumière, des couches polymères les encapsulent et un cadre en aluminium assure souvent la tenue mécanique. Le photovoltaïque relie ainsi physique des semi-conducteurs, chimie du verre, polymères et métallurgie.