Das Prinzip der Photovoltaik ist sonnenklar. Fällt Licht auf die Solarzelle, entsteht Spannung zwischen der negativ und der positiv dotierten Lage. Schließt man einen Verbraucher an, fließt Gleichstrom, der in 230 Volt Wechselstrom umgewandelt wird. Dieser Strom speist das öffentliche Netz. Und Sie erhalten für jede erzeugte und eingespeiste Kilowattstunde bares Geld.
Die Herstellung einer Solarzelle gestaltet sich folgendermaßen: Zwei unterschiedlich geladene Halbleiterschichten bilden in der Grenzschicht ein elektrisches Feld. Fällt in das Feld Licht ein, werden Ladungsträger freigesetzt, und in dem Feld findet eine Ladungstrennung statt. Über angeschlossene Metallkontakte fängt der Stromkreis die freigesetzte Spannung ab. Sobald sich ein elektrischer Verbraucher findet, schließt sich der Kreis und es fließt Gleichstrom.
Etwas technischer ausgedrückt: Die Siliziumscheibe wird mit dreiwertigen Bor-Atomen gezielt verunreinigt, um den angestrebten Gleichgewichtszustand zwischen Phosphor und Silizium zu erreichen. Die Grenzschicht zwischen unterschiedlich verunreinigten Siliziumschichten heißt pn-Übergang oder Raumladungszone. Fällt Licht ein, bewegen sich die frei fließenden Ladungsträger. Gelangen sie dabein in Nähe des pn-Übergangs, zieht der p-Emitter sie an. Weil Elektronen und Löcher sich an der Grenzschicht verbinden, existieren dann keine freien Ladungsträger mehr in der zirka 1/1000 mm dicken Grenzschicht. Metallhaltige Kontakte leiten das so erzeugte elektrisches Feld als Strom an externe Verbraucher. Die Elektronen wandern über die an Ober- und Unterseite angebrachten, elektrisch verbundenen Metallkontakte zur positiv geladenen Unterseite und besetzen dort die freien Lochstellen. Spannung zwischen diesen beiden Kontakt tritt auf – sie beträgt zirka 0,5 V. Der dabei erzeugte Gleichstrom versorgt nun direkt elektronische Geräte.
