Матеріали для ефективних сонячних панелей повинні бути узгоджені з характеристиками спектру освітлення.
Низька концентрація сонячної енергії передбачає покриття фотовольтаїчними елементами значних площ, а отже виготовлення достатньої кількості кремнію для таких елементів.<ref name="Мачулін"></ref> Для продукування сонячних фотоперетворювачів використовують й інші напівпровідники, проте в масовому виробництві відносно дешевий кремній з його практично невичерпними запасами сировини не має і в найближчій перспективі не матиме конкурентів.<ref name="Мачулін">Мачулін В., Литовченко В., Стріха М. [http://archive.nbuv.gov.ua/portal/all/herald/2011_5/a2.pdf Сонячна енергетика: порядок денний для світу й України]{{Недоступне посилання|date=червень 2019 |bot=InternetArchiveBot }} // [http://archive.nbuv.gov.ua/portal/all/herald/ Вісник Національної академії наук України. Загальнонауковий та громадсько-політичний журнал]{{Недоступне посилання|date=травень 2019 |bot=InternetArchiveBot }}. — [http://archive.nbuv.gov.ua/portal/all/herald/2011_5/index.htm 2011, № 5]{{Недоступне посилання|date=червень 2019 |bot=InternetArchiveBot }}</ref><ref>Ерохов В. Ю. [http://archive.nbuv.gov.ua/portal/natural/Vejpt/2009_3_7/2009_3_7/9_13.pdf Поверхнева функціональна мультитекстура для фотоелектричних перетворювачів сонячної енергії]{{Недоступне посилання|date=липень 2019 |bot=InternetArchiveBot }} // [http://archive.nbuv.gov.ua/portal/natural/Vejpt/ Восточно-Европейский журнал передовых технологий. Научный журнал]{{Недоступне посилання|date=травень 2019 |bot=InternetArchiveBot }}. — Харьков: Технологический центр, [http://archive.nbuv.gov.ua/portal/natural/Vejpt/2009_3_7/index.htm 2009. — № 3/7 (39)]{{Недоступне посилання|date=липень 2019 |bot=InternetArchiveBot }}.</ref>
Фотоелементи виготовляють з різноманітних [[напівпровідник]]ових матеріалів. Нині використовуються для фотоелектричних сонячних елементів такі матеріали: монокристалічний кремній, полікристалічний кремній, аморфний кремній, телурид кадмію, арсенід галію, сульфат кадмію і ін. Процес виготовлення фотоелемента близький до процесів виготовлення інших напівпровідників.