Een zonnecel is opgebouwd uit een materiaal dat de energie van zonlicht dat erop terechtkomt op zal nemen. Elektronen zullen daardoor los komen van de atomen waaraan deze aanvankelijk gebonden waren. Deze elektronen bewegen, onder invloed van een intern elektrisch veld in de zonnecel, in de richting van de elektroden en leveren op die wijze dan een elektrische stroom.
Het rendement van een dergelijk proces is onder andere afhankelijk van de materialen welke men gekozen heeft voor de productie van de zonnecel en van de dikte van de laag welke voor de absorptie dient te zorgen. De meest geproduceerde zonnecel is vervaardigd van silicium. Dit kan trouwens in zowel een monokristallijne, een multikristallijne als een amorfe vorm zijn. Silicium is voor wat betreft de verhouding tussen de prijs en de prestatie het meest ideale materiaal. Op het ogenblik dat men, enkel en alleen op het te behalen rendement zou letten zijn verbindingen tussen elementen uit de derde en de vijfde groep van het Periodiek Systeem (de zogeheten III-V-halfgeleiders) echter meer optimaal. Deze zijn helaas zo erg kostbaar dat deze vrijwel alleen nog maar in toepassingen voor de ruimtevaart toe kunnen worden gepast.
Zodra men daarentegen zou kijken naar de kosten welke met de fabricage van zonnecellen gemoeid is, dan zouden zonnecellen welke op basis van organische halfgeleiders ontwikkeld zijn mogelijk zeer hoge ogen kunnen gaan gooien. Dit is echter een technologie die heden ten dage nog in de kinderschoenen staat. Er zijn echter wel een aantal uiteenlopende ontwikkelingen aan de gang welke tot doel hebben om het rendement van de organische zonnecellen hoger te maken door middel van bijvoorbeeld het gebruik van verbeterde materialen en door verbeterde methoden voor de productie van de zonnecellen te gaan toepassen.