Photovoltaikanlagen funktionieren aufgrund des Photovoltaikeffekts. Dieser Effekt beschreibt die Umwandlung von Lichtenergie in elektrische Energie.

Eine Photovoltaikanlage besteht aus einer Reihe von Photovoltaik-Modulen oder Solarzellen. Jede Solarzelle besteht aus zwei Schichten aus Halbleiterschmaterial, zum Beispiel Silizium. Die obere Schicht hat eine positive Ladung und die untere Schicht eine negative Ladung. Wenn Licht auf die Solarzelle fällt, werden Photonen, also Lichtteilchen, absorbiert und setzen elektrische Ladungsträger frei. Dies führt zu einer Strömung von Elektronen zwischen den beiden Schichten und somit zu einer elektrischen Spannung.

Diese Spannung kann dann über Kabel, die an den Solarzellen angeschlossen sind, zu einem Wechselrichter geleitet werden. Der Wechselrichter wandelt die Gleichspannung, die von den Solarzellen erzeugt wird, in Wechselspannung um, die für den Einsatz in Haushalten und Gebäuden geeignet ist.

Die elektrische Energie, die von den Photovoltaikanlagen erzeugt wird, kann dann genutzt werden, um elektrische Geräte zu betreiben, oder in Batterien gespeichert werden, die bei Bedarf entladen werden können. Überschüssiger Strom kann auch ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden.