Photovoltaik ist der Bereich der Technologie, der sich mit der Nutzung von Solarpaneelen zur Energiebereitstellung beschäftigt. Photovoltaik hat in letzter Zeit aufgrund des wachsenden Wunsches nach sauberer und erneuerbarer Energie an Popularität gewonnen. Sonnenkollektoren wandeln die ultraviolette (UV) Strahlung des Sonnenlichts in Elektrizität um und erzeugen keine Emissionen. Sonnenlicht ist im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen auch eine nahezu endlose Ressource.
In der Photovoltaik werden Solarzellen aus Silizium oder anderen halbleitenden Materialien zu größeren Photovoltaikmodulen oder -paneelen angeordnet, die wiederum zu noch größeren Photovoltaik-Arrays zusammengefasst werden. Solarzellen nehmen die Energie des Sonnenlichts auf und dabei lösen sich Elektronen von ihren Atomen. Die Elektronen werden dann zur Stromerzeugung verwendet. Photovoltaik-Arrays sind oft so konzipiert, dass sie ansonsten ungenutzte Bereiche abdecken, die viel Sonnenlicht ausgesetzt sind, wie z. B. Dächer oder große ungenutzte Flächen wie eine Wüste. Manchmal sind Photovoltaik-Arrays so konzipiert, dass sie die maximale Menge an Sonnenlicht einfangen, indem sie sich im Laufe des Tages bewegen und sich der Sonne zuwenden, wenn sie sich durch den Himmel bewegt.
Aufgrund der jüngsten Popularität erneuerbarer alternativer Energiequellen ist der Bereich der Photovoltaik gewachsen. Eines der wichtigsten aktuellen Themen in diesem Bereich ist die Senkung der Anschaffungskosten von Photovoltaikanlagen. Obwohl Solarenergie nach der Installation einer Photovoltaikanlage günstiger ist als andere Energiequellen, sind die Anschaffungskosten für die Installation der Anlage oder den Bau eines Solarkraftwerks derzeit sehr hoch. Da jedoch immer mehr Menschen Photovoltaik nutzen und sich die Technologie verbessert, werden die Preise niedriger.
Die Photovoltaik beschäftigt sich in letzter Zeit auch mit der Verbesserung der Effizienz von Sonnenkollektoren. Da Solarzellen Gleichstrom (DC) produzieren, der für den Einsatz in modernen Technologien in Wechselstrom (AC) umgewandelt werden muss, kommt es bei der Umwandlung zu Energieverlusten von derzeit vier bis zwölf Prozent. Experimentelle Hocheffizienzsolarzellen sind noch nicht weit verbreitet, haben aber Wirkungsgrade bis zum Dreifachen des aktuellen Marktdurchschnitts erreicht.