Полупроводники — это материалы, в соответствующих условиях имеют способность проводить электрический ток. Ток в полупроводниках возникает за счет возникновения в их кристаллических решетках свободных зарядов под воздействием электрического поля или тепловых колебаний кристаллической решетки, например, за счет солнечного излучения. Полупроводники, имеющие примеси, например арсений Аs, что дает свободные электроны, называются полупроводниками n—типа. В полупроводниках p-типа небольшое количество, например, алюминия АІ (положительный носитель), приводит к возникновению в кристаллической решетке избыточных дыр. Пластины р и n типа соединенные между собой образуют р-n переход. В р-n переходе на месте стыка существует внутреннее электрическое поле, которое называется потенциальным барьером. Такое поле собирает по обе границы электрические заряды противоположного знака к большинству носителей слоя. Когда на стык попадает солнечное излучение, то уменьшается потенциальный барьер на металлических электродах прикрепленных к пластине р и n, и возникает разность потенциалов, напряжение на фотоэлектрических элементах. Это явление зависит от интенсивности излучения. Элементы в которых используется фотоэлектрическое явление, не требуют дополнительного питания, поскольку сами вырабатывают электродвижущую силу и реагируют на электромагнитное излучение видимого и инфракрасного света, и преобразовывает энергию этого излучения в электрическую энергию.
Фотоэлементы производятся в основном из поликристаллического кремния, монокристаллов и реже из арсенида галлия. Технология производства монокристаллических фотоэлементов включает в себя: обработку блоков монокристаллического кремния, изготовления плит из кремния, химические добавки для создания р-n перехода, присоединение электродов, сочетание последовательно—параллельного соединения, и наложения поглотительного и специального защитного слоев. Фотоэлементы с размерами примерно 15х 15 см объединяют в группы (строки). Количество строк определяет мощность и размер фотоэлемента. Следующий этап производства, это ламинирование пленкой в вакууме. При высокой температуре и при высоком давлении, фотоэлементы приклеивают на алюминиевый лист. Таким образом, солнечные элементы остаются герметичными в течение десятилетий (гарантия примерно 25 лет). Наконец, последний этап производства фотоэлектрических элементов это тестирование, в том числе высоковольтные испытания и измерения сопротивления изоляции между токопроводящими частями фотоэлемента и металлической основой модуля. В моделируемых условиях солнечного света, измеряется мощность фотоэлементов. Модуль, который успешно прошел этот тест, получает порядковый номер и все технические параметры.
