Ponieważ ogniwa słoneczne służą do przekształcania światła w energię elektryczną, muszą składać się z materiału, który dobrze przechwytuje energię światła.
Materiał ten można umieścić pomiędzy dwiema metalowymi płytami, które przenoszą energię elektryczną przechwyconą z energii świetlnej do miejsca, w którym jest to potrzebne, na przykład do oświetlenia domu lub maszyn w fabryce. Wybór odpowiedniego materiału do wychwytywania światła polega na pomiarze różnicy między dwoma poziomami energii zwanymi pasmem walencyjnym i pasmem przewodnictwa. Pasmo walencyjne o niższej energii jest wypełnione wieloma małymi ujemnie naładowanymi cząstkami zwanymi elektronami, ale pasmo przewodzenia o wyższej energii jest w większości puste. Kiedy w elektrony uderzają cząsteczki światła, zwane fotonami, mogą one zaabsorbować wystarczającą ilość energii, aby przeskoczyć z pasma przewodzenia o niskiej energii do pasma walencyjnego o wysokiej energii. Znajdując się w paśmie walencyjnym, dodatkowa energia elektronu może zostać zebrana jako energia elektryczna. Ilość energii potrzebnej do przeskoczenia elektronów w pasmo walencyjne zależy od rodzaju materiału. 
Krzem jest najpopularniejszym materiałem do produkcji ogniw słonecznych.
Teoretycznie ponad 30 procent energii świetlnej można by przekształcić w energię elektryczną za pomocą krzemowego ogniwa słonecznego. Może się wydawać, że to niewiele, ale krzem jest znacznie bardziej wydajny niż większość innych materiałów. Dodatkowo krzem jest również niedrogi i jest to jeden z najbardziej rozpowszechnionych pierwiastków na Ziemi. Z powodu zmniejszania kosztów instalacji fotowoltaika Augustów staje się coraz chętniej wybierana do montażu paneli słonecznych. Branża ogniw słonecznych i elektronika przyczyniły się do spadku kosztów oczyszczania, ponieważ nauczyliśmy się lepszych technik oczyszczania masowego, aby zwiększyć popyt na energię słoneczną, ogniwa fotowoltaiczne i elektronikę użytkową. Oprócz zmniejszania kosztów materiałów sprytne sztuczki inżynieryjne powodują, że wydajność krzemowych ogniw słonecznych jest bliższa ich teoretycznemu maksimum.