Eine Photovoltaikanlage besteht aus Solarmodulen, die die Sonnenstrahlung direkt und emissionsfrei in elektrische Energie umwandeln. Grundmaterial der Solarmodule sind Zellen aus Halbleitern, ein besonderer Stoff, in dem sich gebundene Elektronen von den Atomen ablösen können, wenn sie Licht absorbieren. Dies wird photoelektrischer Effekt genannt, erzeugt aber noch keinen elektrischen Strom.

Für die Stromproduktion müssen die Elektronen in eine bestimmte Richtung fliessen. Um die Elektronen zu steuern, haben Photovoltaikanlagen zwei Halbleiterschichten direkt aufeinander. Die Schichten sind mit einem spezifischen Material beschichtet. Die Beschichtung ist auf dem Licht ausgesetzten Seite der Halbleiter aufgetragen. Die spezielle Eigenschaft des Materials ist, dass die einzelnen Atome weniger Elektronen aufweisen als die darunterliegende Halbleiterschicht. Die Schichtung der Materialen sorgt dafür, dass sich die Elektronen von der oberen Schicht in Richtung der unteren Schicht bewegen, sobald Sonnenlicht auf die Module fällt – es fliesst Strom.