Absorption von Sonnenlicht
Photovoltaikzellen bestehen aus speziellen Materialien, in der Regel Silizium, die in der Lage sind, Photonen (Lichtteilchen) aus Sonnenlicht zu absorbieren. Wenn Sonnenlicht auf die Oberfläche der Solarzelle trifft, geben die Photonen ihre Energie an Elektronen im Material ab.
Erzeugung von Elektronen-Loch-Paaren
Die aufgenommene Energie bewirkt, dass einige der Elektronen im Siliziummaterial auf ein höheres Energieniveau gehoben werden. Dies erzeugt sogenannte Elektronen-Loch-Paare, bei denen ein Elektron von seinem normalen Platz im Atomgitter getrennt wird.
Erzeugung von Gleichstrom
Wenn Elektronen-Loch-Paare erzeugt werden, wandern die Elektronen aufgrund eines elektrischen Feldes in der Solarzelle zu einer elektrischen Leiterstruktur, während die Löcher in die entgegengesetzte Richtung wandern. Diese Bewegung von Elektronen erzeugt einen Gleichstrom (Gleichstrom) in einem elektrischen Stromkreis.
Elektrische Energieerzeugung
Der erzeugte Gleichstrom kann in Wechselstrom (Wechselstrom) umgewandelt werden, der in Haushalten und Unternehmen genutzt werden kann. Dazu verwenden Photovoltaikanlagen Inverter, um die erzeugte Gleichspannung in Wechselspannung umzuwandeln, die in das Stromnetz eingespeist oder vor Ort verwendet werden kann.
Nutzung oder Speicherung der Energie
Der erzeugte Solarstrom kann entweder direkt vor Ort genutzt oder in Batterien gespeichert werden, um bei Bedarf später verwendet zu werden. Dies ermöglicht die Bereitstellung von sauberer Energie auch dann, wenn die Sonne nicht scheint, wie während der Nacht oder an bewölkten Tagen.