太阳能电池由硅原子组成。可以把原子想象成建筑上的砖，但是因为原子的尺寸很小，你需要特殊工具来看见它们。太阳能电池由硅晶圆层而来，硅晶圆层的尺寸和晚餐餐盘相近，但是要薄很多——只比普通的头发大概厚三倍。将硅晶层变成太阳能电池板需要特殊的制备工艺，硅晶层要被加热到1000摄氏度，然后将一层金属片放置在该层的背面，同时在太阳能电池上覆盖一层带有孔洞的金属网并让此面冲向太阳。当60片太阳能电池制备完成时，它们将被固定在一层玻璃上来做成太阳能电池板。一般来说，房顶上的太阳能供电系统拥有10-50片太阳能电池板，而在乡村的太阳能发电厂中则安装了上百万的太阳能电池   板。使用太阳能和风能有助于减少对地球造成损害的温室气体排放，相较于其他能源，太阳能和风能的成本很低，并且会变得更低;如果我们使用更多的风能或太阳能，就能加速减少伤害地球的传统能源使用量。硅原子是世界储量第二大的原子(第一是氧原子)。实际上，大多数的沙子和石头是由硅和氧构成的，所以我们不可能因为制备太阳能电池用尽所有的硅。我们还有其他能量损失。电子必须通过外部电路从电池的一侧流到另一侧。 我们可以在电池底部镀上-层金属，以保证良好的导电性。但如果我们将电池顶部完全镀上金属,光子将无法穿过不透光导体，这样就会丧失所有电流。半导体分为纯净半导体和掺杂半导体。本征半导体就比较纯，它一般由四价元素硅、锗构成，在外界刺激（热运动）下，其共价键中少数的电子可能会挣脱束缚，完成跃迁，就会产生一个自由电子和一个空穴，自由电子可以在外电场作用下定向移动，形成电子电流。如果我们只在电池的两侧设置触点，则电子需要经过很长一-段距离。高电阻意味着高损耗。为了最大限度地降低这些损耗，电池上覆有金属接触网，它可缩短电子移动的距离，同时只覆盖电池表面的一小部分。即使是这样，有些光子也会被网格阻止，网格不能太小，否则它自身的电阻就会过高。在实际使用电池之前，还要执行其他几个步骤。硅是-种有光泽的材料，这意味着它的反射性能很好。被反射的光子不能被电池利用。出于这个原因，在电池顶部采用抗反射涂层，可将反射损失降低到5%以下。最后一步是安装玻璃盖板，用来将电池与元件分开，以保护电池。光伏模块由多块电池(通常是36块)串联和并联而成，以提供可用的电压和电流等级，这些电池放在一个坚固的框架中， 后部分别引出正极端子和负极端子，并用玻璃盖板封上。

         采用了没有晶体结构的非晶硅，这样做同样是为了降低成本。使用的其他材料还包括砷化镓、硒化铟铜和碲化镉。由于不同材料的带隙不同，因此它们似乎针对不同的波长或不同能量的光子进行了“调谐”。-种提高效率的方法是使用两层或者多层具有不同带隙的不同材料。带隙较高的材料放在表面，吸收较高能量的光子;而带隙较低的材料放在下方,吸收较低能量的光子。这项技术可大大提高效率。这会导致电中性进-步被破坏，如果我们提供-个外部电流通路，则电子会经过该通路,流向它们的原始侧(P侧)，在那里与电场发送的空穴合并,并在流.动的过程中做功。电子流动提供电流，电池的电场产生电压。有了电流和电压，我们就有了功率,它是二者的乘积。单晶硅并非光伏电池中使用的唯一材料。电池材料中还采用了多晶硅，尽管这样生产出来的电池不如单晶硅电池的效率高，但可以降低成本。此外,还采用了没有晶体结构的非晶硅,这样做同样是为了降低成本。使用的其他材料还包括砷化镓、硒化铟铜和碲化镉。由于不同材料的带隙不同，因此它们似乎针对不同的波长或不同能量的光子进行了“调谐”。-种提高效率的方法是使用两层或者多层具有不同带隙的不同材料。带隙较高的材料放在表面，吸收较高能量的光子;而带隙较低的材料放在下方,吸收较低能量的光子。这项技术可大大提高效率。这样的电池称为多接面电池，它们可以有多个电场。