Unter Photovoltaik versteht man die Umwandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie und deren Nutzung.

Die über Solarmodule erzeugte Elektrizität wird in unseren Breitengraden vornehmlich ins Stromnetz eingespeist – dafür zahlt der Stromnetzbetreiber eine Vergütung. Aber auch eine direkte Nutzung oder die Speicherung in Akkumulatoren ist bedingt möglich.

Die Energiewandlung findet mit Hilfe von Solarzellen, die zu so genannten Solarmodulen verbunden werden, in Photovoltaikanlagen statt.

Mit einer Photovoltaik-Anlage wird Strom aus Sonnenenergie erzeugt. Das geschieht über eine Vielzahl von Solarzellen, die zu einem Solarmodul zusammengefasst werden. Die  Umwandlung von Licht in Energie geschieht durch den sogenannten photovoltaischen Effekt. Das ist die Wechselwirkung zwischen dem einstrahlendem Sonnenlicht und dem Halbleitermaterial der Solarzelle. Hierdurch kommt es zur Freisetzung von elektrischer Ladung, die mittels metallischer Kontakte abgeführt wird.

Zur Gewinnung von Strom mittels Solarenergie braucht man eine geeignete Aufstellungsfläche für die Module. Um Solarzellen mit einer Leistung von 1 kW installieren zu können, werden ca. 8-12 m² Aufstellungsfläche benötigt. Pro Quadratmeter und Jahr ergibt sich so  ein Energieertrag zwischen 80 und 1.10 kWh. Bei einer 10 kW-PV- Solaranlage mit etwa ca. 100 m² Flächenbedarf liegt der jährliche Solarstromertrag somit zwischen 8.000 und 11.000 kWh (zum Vergleich: durchschnittlicher Jahresverbrauch eines Haushalts: 3.000 bis 4.500 kWh).

In Deutschland strahlt die Sonne pro Jahr ca. 850 bis 1.100 kWh (Kilowattstunden) Solarenergie auf jeden Quadratmeter. Dies ist der ungefähre Stromverbrauch einer Person pro Jahr in Deutschland.