De meeste zonnepanelen (90%) die op daken te zien zijn, zijn gemaakt van siliciumzonnecellen. De basis zonnecel bestaat uit een ronde of vierkant plak silicium van ongeveer 3 mm die een bewerking heeft ondergaan. De plakken worden serie geschakeld en op een glazen plaat bevestigd.

Voor de vervaardiging van zeer zuiver silicium wordt siliciumoxide (SiO2, kwarts), verhit tot een temperatuur van 1600 graden Celsius. Daarna wordt er langzaam een cilindervorming ‘kristal’ uitgetrokken. Dat er grote kristal wordt gezaagd in bovengenoemde plakken, wafels of wafers genaamd. Door de manier waarop het zuivere silicium vervaardigd wordt en het proces van trekken, is de structuur van het silicium goed geordend in kristallen en hebben de zonnecellen weinig weerstand binnen in de cel. Het trekken van het kristal is echter een zeer traag en arbeidsintensief proces, wat mede bijdraagt aan de hoge prijs voor de zonnepanelen gemaakt van dit type. Een andere oorzaak van de hoge prijs is dat er veel handwerk nodig is bij assemblage van de modules.

Nadat de cellen geproduceerd zijn worden ze op elkaar afgestemd door hun elektrische eigenschappen, met elkaar verbonden via dunne metaaldraden en afgedekt met glas. In theorie kunnen zonnepanelen op basis van monocristallijn silicium een maximaal rendement leveren van 31%. Dit heeft te maken met de elektrochemische eigenschappen van silicium, die grote delen van het zonlicht onbenut laat. In laboratoria liggen de bereikte maxima met dit type cellen tussen de 24-25%. In de praktijk schommelt de opbrengst als ze zijn verwerkt in zonnepanelen tussen de 12% en 18-19%. Fr opbrengst van de panelen gaat sterk achteruit onder invloed van schaduw. Dit is een groot nadeel ten aanzien van andere technieken. De opbrengst van de panelen blijft in de loop der jaren niet constant, maar loopt langzaam terug, desondanks kunnen deze panelen gerust een levensduur van 40 jaar bereiken met nog een goed rendement (80-90%). De cel is afhankelijk van de zonne-instraling en tevens van de temperatuur. Bij een hogere temperatuur neemt de spanning af (0,4% per graad Celsius) en de stroom neemt toe (0,07% per graad Celsius). Omdat de spanning aanzienlijk sterker afneemt dan de stroom toeneemt, neemt met toenemende temperatuur het vermogen met ongeveer 0,45% per graag Celsius af. Ventileren is dus belangrijk.