Eine Solarzelle, auch Photovoltaikzelle genannt, wandelt Sonnenlicht direkt in elektrische Energie um. Die Grundstruktur einer Solarzelle besteht aus zwei Schichten eines Halbleitermaterials, meist Silizium. Die obere Schicht ist typischerweise mit einem Material beschichtet, das Elektronen freisetzen kann, wenn es von Sonnenlicht getroffen wird. Dieses Material wird als Photoleiter bezeichnet. Die untere Schicht hingegen enthält eine andere Art von Dotierung, die Elektronen aufnimmt, wenn sie durch die obere Schicht fließen. Diese Schicht wird als Akzeptor bezeichnet.
Wenn Sonnenlicht auf die obere Schicht der Solarzelle fällt, werden Elektronen in der Photoleiter-Schicht freigesetzt und beginnen durch den Halbleiter zu wandern. Wenn ein elektrischer Kontakt an der Oberseite der Solarzelle vorhanden ist, fließen die Elektronen durch diesen Kontakt und können als elektrische Energie genutzt werden. Gleichzeitig verbleiben in der Photoleiter-Schicht Löcher, die von der Akzeptor-Schicht aufgenommen werden können. Dies schafft eine Art elektrischen Stromkreislauf, der es ermöglicht, elektrische Energie zu erzeugen.
Die Größe und Effizienz einer Solarzelle hängen von einer Vielzahl von Faktoren ab, einschließlich der Art des verwendeten Halbleitermaterials, der Dicke der Schichten und der Art der Beschichtung auf der Oberseite. Solarzellen werden oft in Arrays zusammengefasst, um genügend Energie zu erzeugen, um den Energiebedarf eines Gebäudes oder einer Einrichtung zu decken.
