Unter Photovoltaik wird allgemein die Erzeugung von elektrischer Energie aus Sonnenlicht verstanden. Dabei wird der Umstand ausgenutzt, dass von der Sonne bei der Umwandlung von Wasserstoff in Helium Strahlungsenergie freigesetzt wird, die als Licht und Wärme auf der Erde zur Verfügung steht. Photovoltaik ist genauer gesagt also die Technik der direkten Umwandlung eingestrahlter Lichtenergie in elektrische Energie als Gleichstrom bzw. den „Solarstrom“.
In den sogenannten Solarzellen befinden sich bestimmte feste Körper (Halbleiter) mit der Eigenschaft Lichtenergie (Photonen) zu absorbieren und darüber erzeugte Ladungsträger unter bestimmten Bedingungen gerichtet freizusetzen. Dieser Vorgang wird auch als „photovoltaischer Effekt“ bezeichnet.
Der Wirkungsgrad von Solarzellen ist stark abhängig vom verwendeten Halbleitermaterial. Sein Wert ergibt sich aus dem Verhältnis von maximalen Leistung (auch MPP) zur einfallenden Lichtenergie. Er wird für neuere Zellen mit bis zu 23 Prozent angegeben und ist damit vergleichsweise niedrig. Aufgrund des immensen Umfangs der weltweit eingestrahlten Sonnenenergie, der Experten zufolge ungefähr das 15.000fache des globalen Stromverbrauchs ausmacht, rentiert sich der Einsatz von Solarzellen.
Über Solaranlagen (Photovoltaikanlagen) kann durch zusätzliche Komponenten wie z. B. Gleich- oder Wechselstromrichter der jeweilige Strombedarf von Endgeräten oder Netzen abgedeckt bzw. ergänzt werden. Der Einsatz von Solaranlagen ist dadurch sehr vielfältig und gewinnt zunehmend an Bedeutung.
