Für die Nutzung der Strahlungsenergie der Sonne zur Erzeugung von elektrischem Strom gibt es mehrere Möglichkeiten.
So kann man die Sonnenenergie indirekt nutzen, um mittels sogenannter “Solarthermischer Kraftwerke” Strom zu erzeugen, oder man kann die Sonnenenergie durch die Nutzung des Photovoltaischen Effektes direkt in elektrischen Strom umwandeln.

In Deutschland sind Solarthermische Kraftwerke aufgrund der relativ geringen Sonnenintensität kaum lohnend, so dass in Deutschland in der Hauptsache Solarmodule genutzt werden, die durch Nutzung des Photovoltaischen Effektes Strom generieren.

Dieser “Photovoltaische Effekt” beschreibt die Eigenschaft, dass die Strahlung der Sonne genügend Energie besitzt, um beim Auftreffen auf Oberflächen Elektronen aus ihrem Verband zu lösen.
So basiert die Funktionsweise von Solarmodulen auf diesen Effekt.
Solarmodule bestehen aus mehreren Solarzellen, die aus verschieden dotierten Halbleitermaterialen (meistens auf Siliziumbasis) bestehen. Unter “Dotierungen” ist das Einbringen von fremden Atomen in die Gitterstruktur des jeweiligen Halbleiters zu verstehen. Eine Solarzelle besteht nun aus einer Schicht, dessen Halbleiter so dotiert wurde, dass ein Elektronenüberschuß in der Gitterstruktur vorliegt, und aus einer anderen Schicht, die so dotiert wurde, dass noch Elektronen in den Gitterverband aufgenommen werden können.
Wenn nun mittels des “Photovoltaischen Effektes” Elektronen aus der Schicht, in der ein Elekronenüberschuß vorliegt, aus dem Gitterverband gelöst werden, bewegen sich diese freien Elektronen in Richtung der Schicht, in der noch Elektronen in den Gitterverband aufgenommen werden können. Während dieses Vorganges entsteht in der Grenzschicht aufgrund von Ladungsdifferenzen elektrischer Strom, der genutzt werden kann.
Da eine Solarzelle nur eine geringe Menge an elektrischem Strom erzeugen kann, sind in Solarmodulen viele Solarzellen zusammengefaßt.

Die Herstellung solcher Solarmodule ist leider noch relativ aufwendig und somit auch kostenintensiv. Da Solarmodule jedoch rund 20 Jahre lang elektrischen Strom produzieren können, der nach dem “Erneuerbare Energien Gesetz (EEG)” auch garantiert sehr hoch vergütet wird, ist die Investition in Solarmodule auch aus finanzieller Sicht sehr sinnvoll. So amortisieren sich die Anschaffungs- und Installationskosten von Solarmodulen je nach Typ schon in drei bis sieben Jahren und in der restlichen Zeit der Lebensdauer der Module bewegt man sich im Bereich des finanziellen Gewinnes.
Wer also ein Haus bauen oder einen Altbau umfassend renovieren möchte, der sollte auf jeden Fall darüber nachdenken, Solarmodule auf dem Dach des Gebäudes zu installieren.