A napelem cella két különböző, egymással összekapcsolt, vékony rétegű félvezető anyagot tartalmaz. Az egyik félvezető pozitív szennyezést, a másik negatív szennyezést kap. Ezek a félvezetők általában szilíciumból készülnek, de készülhetnek más anyagokból is. A szilícium elméletileg korlátlan ideig változatlan marad, így igen alkalmas ilyen célokra történő alkalmazása. A kristályos alapú napelemek között a cellák gyártási folyamata alapján megkülönböztetünk monokristályos és polikristályos napelemeket.
A különbség a két technológia között a szilícium tömbök előállításában van, amiből a napelem cellákat vágják. A polikristályos cellákat öntik négyzet alapú tömbökbe, eközben a szilícium több kristályban dermed meg. A monokristályos celláknál a szilíciumot elektromos térben húzzák ki henger alakúra, és a szilícium egy tömbben dermed meg.