Eine Photovoltaikzelle wandelt Licht direkt in Strom um. Sie nutzt Halbleitermaterialien, meist Silizium, die beim Auftreffen von Photonen Elektronen freisetzen. Diese Elektronen fließen durch einen externen Stromkreis und erzeugen so Strom. Keine beweglichen Teile, kein Brennstoff, keine Emissionen am Verbrauchsort.

Die Zelle besteht aus zwei Schichten. Eine Schicht ist so behandelt, dass sie zusätzliche Elektronen enthält, die andere weist Elektronenlücken auf. An der Grenzfläche der Schichten entsteht ein elektrisches Feld. Photonen lösen Elektronen heraus, die vom Feld in eine Richtung gelenkt werden. Metallkontakte leiten den Strom ab.

Der Wirkungsgrad variiert je nach Material. Standard-Siliziumzellen wandeln 15 bis 22 Prozent des Sonnenlichts in Strom um. Perowskit- und Tandemzellen erreichen im Labor deutlich höhere Werte. Die Kosten sind seit 2010 um mehr als 90 Prozent gesunken. Solarenergie ist mittlerweile in vielen Märkten die günstigste Quelle für neue Stromerzeugung. Die Produktion wird von China dominiert, das den Großteil der weltweiten Solarmodule herstellt.

Schlüsseltypen

• Monokristallines Silizium
• Polykristallines Silizium
• Dünnschicht-Cadmiumtellurid
• Perowskit
• Tandemzellen