Unter Photovoltaik versteht man die direkte Umwandlung von Sonnenstrahlung mittels Solarzellen in elektrische Energie.

Herzstück jeder Solarzelle ist ein Halbleiter, meist Silizium. Unter dem Einfluss von Licht entstehen freie positive und negative Ladungen, die durch ein elektrisches Feld getrennt werden und als Elektronen über einen elektrischen Leiter abfließen können. Der so entstehende Gleichstrom kann direkt zum Betrieb elektrischer Geräte genutzt oder in Batterien gespeichert werden. Er kann auch in Wechselstrom umgewandelt und in das öffentliche Stromnetz eingespeist werde.

Die Wirkungsgrade marktüblicher Solarmodule liegen heutzutage zwischen 6% (Dünnschichtmodule) und 17% (monokristalline Module).

Das erreichbare Potenzial der Photovoltaik ist sehr hoch. Trotz der scheinbar ungünstigen Bedingungen in Deutschland genügten theoretisch etwa 2% der Gesamtfläche des Landes, um mit heute verfügbarer Technik in der Jahressumme die gleiche elektrische Energie zu ernten, die Deutschland insgesamt pro Jahr benötigt. Die nötige Fläche könnte ohne Neuversiegelung über die Nutzung bisher bebauter Flächen (vor allem Dächer) erreicht werden.

Laut Bundesministerium für Umwelt soll der Anteil des Solarstroms von derzeit 0,02% am gesamten Stromverbrauch bis zum Jahr 2010 auf 1% gesteigert werden. Langfristig könnten über die Dachflächen in Deutschland könnten nach Schätzungen der Solarindustrie 30% des Strombedarfs mit Photovoltaik bereitgestellt werden. Die Photovoltaik ist auch in Sachsen ein stetig wachsender Wirtschaftsfaktor: Nicht zuletzt die vielen Solarzellenhersteller in Sachsen (besonders in der Region um Freiberg) schaffen fast wöchentlich neue Arbeitsplätze und tragen zu einer hohen Wertschöpfung bei.

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