การผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ใช้วัสดุเซมิคอนดักเตอร์เป็นหลัก หลักการทำงานของมันคือใช้วัสดุโฟโตอิเล็กทริกเพื่อดูดซับพลังงานแสงและสร้างปฏิกิริยาการแปลงโฟโตอิเล็กทริก ตามวัสดุต่างๆ ที่ใช้ เซลล์แสงอาทิตย์สามารถแบ่งออกเป็นเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดซิลิคอน เกลืออนินทรีย์ เช่น สารประกอบแกลเลียม III-V ของสารหนู แคดเมียมซัลไฟด์ คอปเปอร์อินเดียม ซีลีเนียม และสารประกอบหลายองค์ประกอบอื่นๆ เป็นวัสดุ เซลล์แสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ที่เตรียมจากการทำงาน วัสดุพอลิเมอร์ เซลล์แสงอาทิตย์แบบผลึกนาโน เป็นต้น

โดยปกติแล้วผลึกซิลิคอน แผงเซลล์แสงอาทิตย์ ทำจากซิลิคอนเวเฟอร์คุณภาพสูงที่มีความหนา 350-450 ไมครอน เวเฟอร์ซิลิคอนนี้ถูกดึงหรือเทเพื่อประหยัดวัสดุ ปัจจุบัน เซลล์ฟิล์มบางโพลีคริสตัลไลน์ซิลิกอนถูกเตรียมโดยวิธีการสะสมไอเคมี ซึ่งรวมถึงกระบวนการสะสมไอเคมีด้วยแรงดันต่ำ (LPCVD) และกระบวนการสะสมไอเคมีในพลาสมา (PECVD) นอกจากนี้ยังสามารถใช้วิธี epitaxy ในเฟสของเหลว (LPPE) และวิธีการสะสมสปัตเตอร์เพื่อสร้างเซลล์ฟิล์มบางโพลิซิลิกอน

นอกจากกระบวนการตกผลึกใหม่แล้ว แบตเตอรี่ฟิล์มบางโพลีคริสตัลไลน์ซิลิคอนยังใช้เทคโนโลยีเกือบทั้งหมดในการเตรียมเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดโมโนคริสตัลไลน์ซิลิคอน เพื่อให้ประสิทธิภาพการแปลงเซลล์แสงอาทิตย์ที่เตรียมด้วยวิธีนี้ดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัด เลื่อยจากแท่งซิลิกอนหล่อ