Die Solarzelle besteht häufig aus Silicium. Silicium ist durch seine Eigenschaften als Halbleiter besonders geeignet, denn dadurch können bei zugeführter Energie freie Ladungsträger erzeugt werden, sodass ein elektrischer Fluss entsteht.

Zur näheren Betrachtung:

Silicium wird an der oberen Schicht beispielsweise mit Phosphor verunreinigt, sodass ein Elektronenüberschuss entsteht. Damit agiert Phosphor als Elektronendonator. Diese Schicht wird auch als n-Schicht bezeichnet. In der unteren Schicht wird das Silicium beispielsweise mit Bor verunreinigt. Bor ist ein Elektronenakzeptor, das bedeutet, dass in dieser Schicht ein Mangel an Elektronen entsteht. Durch die fehlenden Elektronen entstehen freie Stellen, die sogenannten Löcher. Diese Schicht wird auch p-Schicht genannt. Zwischen den beiden Schichten befindet sich der Grenzbereich. Es entsteht eine neutrale Zone, da sich der Überschuss der oberen Schicht mit dem Mangel an Elektronen der unteren Schicht ausgleicht. In der Solarzelle entstehen deshalb elektrisch geladene Pole. Dies ist damit zu begründen, dass nun oben weniger negative Ladungsträger (Elektronen) als ursprünglich vorhanden sind und unten zusätzliche Elektronen in den Löchern eingefügt wurden. Sobald Sonnenstrahlung nun in die Grenzschicht eintritt, können locker gebundene Elektronen gelöst werden und bewegen sich. Eine Spannung und ein nutzbarer Strom resultierten, solange die Sonnenstrahlung eindringt.