Photovoltaik ist die direkte Erzeugung von Strom aus Licht. Dabei wird nicht nur direkte Sonneneinstrahlung sondern auch das diffuse Licht an bedeckten Tagen ausgenutzt. Eine Solarstromanlage besteht aus den Solarmodulen, die aus Sonnenenergie Gleichstrom erzeugen, dem Wechselrichter, der diesen Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt, den Zählern, die den eingespeisten Strom messen, der Verkabelung und dem Montagesystem.
Um die Leistungsfähigkeit der Anlage voll auszuschöpfen, müssen die Komponenten perfekt aufeinander abgestimmt und optimal an die baulichen Gegebenheiten des jeweiligen Gebäudes angepasst werden. Den Preis einer Solaranlage bestimmt die installiertenLeistung in kWp.
Heute übliche Solarstromanlagen machen sich den photovoltaischen (=lichtelektrischen) Effekt zu Nutze. Dabei erzeugt das in einem "Halbleitermaterial" absorbierte Licht Ladungsträger, die über auf der Front- und Rückseite des Absorbermaterials angebrachte Elekroden abgeleitet und einem Verbraucher zugeführt werden.
Die derzeit vorherrschende Technologie ist dabei die des kristallinen Siliziums. Das in Blöcken produzierte hochreine Silizium wird in ganz dünne Scheiben (Wafer) geschnitten. Diese Scheiben werden dann weiteren Prozessschritten gezielt durch Verunreinigungen (Dotierung) in ihren Eigenschaften den Anforderungen der Photovoltaik angepasst. Um die Lichtabsorption zu erhöhen werden auf die Frontseite Entspiegelungsschichten aufgebracht. Da die von einer einzelnen Scheibe abzugreifenden Spannungen für technische Anwendungen zu gering sind, werden die Scheiben seriell mit einander verschaltet. Zum Schutz vor mechanischen- und Umwelteinflüssen werden diese Wafersysteme dann mit einer transparenten Frontscheibe und einer Rückseitenfolie zu einem Modul zusammengefügt.
Diese Technik ist über Jahrzehnte erprobt und ausgereift und stellt heute mit einem Marktanteil von ca 90 % den dominanten Anteil der Photovoltaikprodukte.
Bei der neueren Dünnschicht-Technologie werden keine Wafer aus Rohsilizium eingesetzt, vielmehr werden die Funktionsschichten über Vakuumverfahren auf ein zumeist Glassubstrat aufgebracht. Dabei finden Verfahren Anwendung, wie sie aus der Architekturglasbeschichtung oder der Herstellung von flachen Bildschirmen bekannt sind. Der prinzipielle Aufbau, Frontkontakt, Absorber, Rückkontakt, ist dabei der kristallinen Technik gleich, jedoch ist der Material- und Energieaufwand ungleich geringer, Während in der kristallinen Technik Wafer von ca 250 µm eingesetzt werden, betragen die Dicken des Absorbers in der Dünnschichttechnik nur wenige Mikrometer.
Beiden Techniken ist gemeinsam, dass einzelne Zellen zu technisch nutzbaren Systemen seriell verschaltet werden. Während dies jedoch bei der kristallinen Technik durch "Verlöten" einzelner Wafer erfolgt, ist dieser Prozess bei Dünnschichtmodulen in den Fertigungsprozess direkt integriert. Durch Zerteilen der einzelnen Schichten in Streifen zwischen den einzelnen Beschichtungsschritten, zumeist durch Laserstrahlen, wird eine serielle Verschaltung der einzelnen Elemente erzielt. Ebenso wie in der klassischen kristallinen Technik werden die Module anschließend mit einem Deck- oder Rückglas zu einem Modul fertiggestellt.
Die netzgekoppelte Solarstromanlage an sich setzt sich dann aus einer Vielzahl von Modulen zusammen, die in sogenannten "Strings" seriell verschaltet werden. Mehrere Strings werden dann parallel auf einen sogenannten Wechselrichter geschaltet, der den Gleichstrom der PV-Anlage in phasenrichtigen Wechselstrom verwandelt und in das Stromnetz der Energieversorger einspeist.
