सौर पैनल फोटोवोल्टिक प्रभाव (यह प्रकाश-विद्युत् प्रभाव है) के माध्यम से विद्युत् उत्पादन करने के लिए सूर्य से प्राप्त प्रकाश ऊर्जा (फोटॉन) का उपयोग करते हैं। एक मॉड्यूल का संरचनात्मक (भार वहन करने वाले) सदस्य या तो शीर्ष परत (अधिस्तर) या पिछला स्तर (अधःस्तर) हो सकता है। अधिकांश मॉड्यूल वेफ़र-आधारित क्रिस्टलीय सिलिकॉन सेल या कैडमियम टेल्युराइड या सिलिकॉन आधारित एक पतली-झिल्ली वाली सेल का प्रयोग करती हैं। क्रिस्टलीय सिलिकॉन, जिसे आमतौर पर फोटोवोल्टिक (PV) मॉड्युलों में वेफ़र के रूप में प्रयोग किया जाता, सिलिकॉन से प्राप्त होता है, जो आम तौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला अर्द्ध-चालक होता है।

व्यावहारिक अनुप्रयोगों में सेलों (बैटरियों) का उपयोग करने के लिए, उन्हें:

अधिकांश मॉड्यूल आमतौर पर कठोर होते हैं, लेकिन पतली झिल्लियों वाली सेलों (बैटरियों) पर आधारित कुछ लचीले मॉड्यूल उपलब्ध होते हैं।

एक वांछित विद्युत आउटपुट वोल्टेज प्राप्त करने के लिए श्रेणियों में विद्युत् संयोजन किये जाते हैं और/या एक वांछित परिमाण में विद्युत् स्रोत क्षमता प्रदान करने के लिए समानांतर रूप में विद्युत् संयोजन किये जाते हैं।

आंशिक छायांकन की स्थिति में सेलों (बैटरियों) को अत्यधिक गर्म होने से बचाने के लिए डायोडों को शामिल किया जाता है। चूंकि सेल (बैटरी) के तापन (गर्म करने) से परिचालन संबंधी कार्यक्षमता में कमी होती है तापन कम से कम करना वांछनीय है। बहुत कम मॉड्यूल तापमान कम करने के लिए किसी डिजाइन विशेषताओं को अपनाते हैं, हालांकि संस्थापक मॉड्यूल के पीछे अच्छा संवातन प्रदान करने की कोशिश करते हैं।

मॉड्यूल के नए डिजाइनों में संकेंद्रक मॉड्यूल्स शामिल होते हैं जिसमें प्रकाश को लेंसों या दर्पणों की एक शृंखलाओं के द्वारा छोटी बैटरियों की एक शृंखलाओं में संकेंद्रित किया जाता है। यह प्रतिस्पर्द्धात्मक-लागत के रूप में प्रति इकाई क्षेत्र (गैलियम आर्सेनाइड के जैसा) एक बहुत उच्च-लागत के साथ बैटरियों के उपयोग की अनुमति प्रदान करता है।

निर्माण पर निर्भर करते हुए, फोटोवोल्टिक प्रकाश की विभिन्न किस्म की आवृत्तियों को शामिल कर सकता है और उनसे विद्युत् का उत्पादन कर सकता है, लेकिन कभी-कभी संपूर्ण सौर वर्णक्रम (विशेष रूप से, पराबैंगनी, अवरक्त और निम्न या विसरित प्रकाश) को शामिल नहीं कर सकता है। इसलिए अधिकांश घटनाओं में सौर पैनलों के लिए इस्तेमाल किये जाने पर सूर्य के प्रकाश से प्राप्त ऊर्जा बर्बाद हो जाती है, हालांकि एकरंगा प्रकाश के द्वारा प्रकाशित करने पर वे कहीं अधिक उच्चतर आवृत्तियां दे सकती हैं। डिजाइन संबंधी एक अन्य अवधारणा प्रकाश को विभिन्न तरंग दैर्ध्य श्रेणियों में विभाजित करना एवं और किरण पुंज को उपयुक्त तरंग दैर्ध्य श्रेणियों अनुसार निर्मित विभिन्न बैटरियों में भेजना है। इससे दक्षता में 50% तक की वृद्धि होने का अनुमान है। इसके अलावा, अवरक्त फोटोवोल्टिक सेलों के उपयोग से रात में विद्युत् के उत्पादन के द्वारा क्षमता में वृद्धि हो सकती है।

सूर्य के प्रकाश की रूपांतरण दर (मॉड्यूल क्षमताएं) वाणिज्यिक उत्पादन (सौर पैनल) में 5-18% तक भिन्न हो सकती है, जो सेल रूपांतरण से कम हो सकती हैं।

कुशल सौर ऊर्जा मॉड्यूल में बाजार का मौजूदा नेता सन पावर (SunPower) है, जिनके सौर पैनलों के रूपांतरण का अनुपात 19.3% है, जिसमें से 20.4% के साथ सैन्यो (Sanyo) सबसे कुशल मॉड्यूल है। हालांकि, अन्य कंपनियों की सम्पूर्ण किस्में (हॉलो सन, गामा सोलर, नैनोहॉराइज़न्स) उभर रही हैं जो 18% के रूपांतरण अनुपात के साथ फोटोवोल्टिक मॉड्युलों में नवीनताएं पेश कर रही हैं। इन नवीन प्रयोगों में शामिल हैं अगले एवं पिछले किनारों से विद्युत् उत्पादन और बढ़े हुए आउटपुट, हालांकि, इनमें से अधिकांश कंपनियों ने अभी तक अपने डिजाइन योजनाओं से कार्य व्यवस्था का उत्पादन अब तक नहीं किया है, एवं उनमें से अधिकांश अभी भी तकनीक में सक्रिय रूप से सुधार कर रहे हैं।

क्रिस्टलीय सिलिकॉन मॉड्यूल
पतली झिल्लियों वाले मॉड्यूल
सिद्धांत और निर्माण
उत्पादन