Фотоелементи є ключовою ланкою в створенні сонячних батарей. Як правило, сонячні батареї складаються з кремнію з різним ступенем кристалізації. Тому, дивлячись на окремі осередки фотоелементів сонячної батареї можна побачити, що вони мають різні кольори і відтінки. Деякі елементи мають забарвлення від темно-синього до чорного, інші, блакитні з частинками кристалів і т.д. Колір осередку залежить від технології виробництва і використовуваного матеріалу. 
Будова стандартного фотоелемента
Фотоелементи, як правило, виконуються з напівпровідникових матеріалів з'єднаних між собою, утворюючи потенційний бар'єр. Їх робота заснована на явищі pn переходу виникає під впливом сонячного випромінювання. Фотони, потрапляючи на фотоелемент в зону напівпровідника з більшою шириною забороненої зони, «вибиває» електрони, які починають рух до зони N, а потім пройшовши через ланцюг (навантаження) зв'язуються з позитивними зарядами (дірками). В результаті руху електронів утворюється різниця потенціалів, або напруга. Монокристалічний фотоелемент складається з цільного кристала кременю. Він характеризується високою ефективністю, як правило, 18-22%, і високою ціною. Він має характерний темний колір.
Фотоелемент з монокристалічного кремнію
Сонячна батарея на основі монокристалічних фотоелементів
Фотоелементи з полікристалічного кремнію. виробництво полікристалічного кремнію відбувається при повільному охолодженні кремнієвого розплаву. Ці елементи характеризуються ефективністю в діапазоні 14-18%. Менше значення ККД пояснюється наявністю всередині кристалу полікристалічного кремнію областей, відокремлених зернистими межами, які перешкоджають більш високої продуктивності елементів. Однак ціна таких елементів нижче. Зазвичай полікристалічні фотоелементи мають синім кольором з чітко вираженими кристалами кремнію.
Фотоелементи з полікристалічного кремнію
Фотоелементи з аморфного кремнію є найтонші шари кремнію, отримані шляхом напилення в вакуумі на скло, пластик або фольгу з високоякісного металу. Ці елементи характеризуються низькою ефективністю в діапазоні 6-10% і значно нижчої ціною. Зазвичай такі сонячні елементи мають блякло сіруватий колір, видимі кристали кременю відсутні.
Фотоелементи з аморфного кремнію
Образ кремнієвого фотоелемента це перше що приходить на розум більшості людей при згадці слова сонячна батарея. Це пояснюється тим, що кілька років тому кремній, як сировину для фотоелектричної індустрії, становив майже 100% ринку. Сьогодні ситуація значно змінилася. Кремній, як будівельний блок сонячної батареї все більше поступається місцем на ринку нових технологій званим «тонкоплівкові сонячні осередки». У даній технології фотоелементи виготовляються з дуже тонкого шару напівпровідника. Є більш прогресивні технології, повністю позбавлені класичних напівпровідників.
Перше покоління фотоелементів це класичні кремнієві елементи з традиційним pn переходом, які більшість з нас має на увазі під словом сонячні фотоелементи. Як правило, це пластини з чистого монокристалічного або полікристалічного кремнію товщиною 200-300 мкм. Вони характеризуються високим ККД (17-22%) і високою собівартістю. В даний час частка ринку близько 82%.
Друге покоління фотоелементів так само грунтується на використанні pn переходу, проте не використовують кристалічний кремній як основний матеріал. Зазвичай використовуються такі матеріали: телурій, кадмій (CdTe), суміш міді, індію, галію, селен (CIGS) і аморфний кремній. Як правило, товщина поглинає світло шару напівпровідника становить всього від 1 до 3 мкм. Процес виробництва таких фотоелементів більш автоматизований і має значно меншу собівартість. Основним недоліком другого покоління елементів є менша ефективність, ніж елементи першого покоління, яка коливається в залежності від технології від 7-15%. В даний час частка ринку близько 18%.
Панель на основі теллурід-кадмій фотоелементів
Третє покоління фотоелементів також відносяться до тонкоплівкових технологій, однак вони позбавлені звичного поняття pn переходу, отже і використання напівпровідників. В даний час це покоління включає в себе різноманітні технології, такі як перовскітовие сонячні елементи та інші. Більшість технологій засновані на застосуванні органічних полімерних матеріалів.
Перевагою фотоелементів третього покоління є низька собівартість і простота виготовлення. Головною перешкодою на шляху популяризації є низька ефективність, яка не перевищує 7%. %. В даний час ринкова частка третього покоління елементів не перевищує 0,5%
Сонячна панель третього покоління
Варто зазначити, що основна тенденція розвитку поколінь сонячних фотоелементів полягає в зниженні собівартості енергії іноді на шкоду ефективності. Однак це повинно привести до значного здешевлення питомої потужності. Покажемо схематично основні етапи в розвитку фотоелектричних модулів.
Розвиток поколінь фотоелементів
