Mit der Photovoltaik wird Sonnenstrahlung und Licht mit Hilfe von Solarzellen in elektrische Energie umgewandelt. Solarzellen wandeln die Strahlungsenergie der Sonne auf photoelektrischem Weg durch Freisetzen von Elektronen im inneren von z.B. Silicium in elektrische Energie um.

Solarfachleute in den USA haben berechnet, daß Solarzellen auf einem Dreihundertstel der Fläche der Vereinigten Staaten den gesamten Strombedarf der Nation liefern würde. Eine Studie des britischen Solarforschers Robert Hill ergab, daß in Großbritannien der gesamte Strom über Photovoltaik-Zellen produziert werden kann, wenn nur 10% der heutigen Gebäudeflächen mit Photovoltaik-Anlagen ausgestattet werden. Auf Neubauten sollten Solaranlagen nicht auf den Dächern und Fassaden angebracht werden, sondern als Dächer oder Fassaden.

Photovoltaische Systeme auf Basis kristallinen und amorphen Siliziums sind zwar bereits in größerem Umfang verfügbar, doch besteht noch ein erheblicher technischer Entwicklungsbedarf. Der Markt umfaßt heute im wesentlichen der Kleingerätebereich (Rechner, Uhren u.ä.), das netzferne Wohnen (Beleuchtung, Pumpen u.ä.), die netzferne kommerzielle Nutzung (Kommunikation, Signalanlagen u.ä.) und die netzgekoppelten Anlagen (Wohn- und Fabrikgebäude, Kraftwerke).

Die technische Weiterentwicklung konzentriert sich auf Fortschritte in der Elektrotechnologie, um höhere Wirkungsgrade und geringere Kosten zu erzielen. Dem sollen auch neue Materialien und kostengünstigere Herstellungsverfahren dienen.

Theoretisch lassen sich mit Solarzellen beliebige Spannungen und Stromstärken erzielen. Man braucht nur die einzelnen Module - wie bei Batterien - entsprechend hintereinander (höhere Spannung) oder parallel (höhere Stromstärke) zu schalten.

Der erzeugte Strom läßt sich in Batterien einspeisen, so daß er selbst dann zur Verfügung steht, wenn es dunkel ist. Ebenso kann der Solarstrom über Wechselrichter ins Netz eingespeist werden. In der Praxis ist der photovoltaisch erzeuge Strom allerdings noch so teuer und erfordert einen derart hohen Flächenbedarf, daß er bislang nur für spezielle Anwendungen im Schwachlastbereich in Frage kommt. Zum Beispiel sind Solarzellen ideale Stromerzeuger für Taschenrechner, Kopfhörer-Radios, elektrische Weidezäune, Meßstationen, Signaleinrichtungen und sonstige verbrauchsarme Elektronik. Auch Fernsehumsetzer werden mitunter schon mit ihnen betrieben.