Die generelle Funktionsweise von Solarzellen kann man folgendermaßen erklären: Die Photonen (Lichtteilchen) werden vom Silizium, welches als Halbleitermaterial in den Solarzellen vorhanden ist, aufgenommen. Dabei entstehen freibewegliche Elektronen, die dann zum Aufbau von elektrischer Spannung dienen.
Viele Deutsche denken, dass gerade im Hochsommer ihre Photovoltaik-Anlagen eine höhere Leistung bringen. Doch das ist so nicht richtig: Solarzellen gewinnen zwar aus der Sonnenenergie Strom, doch da sie keine Wärme umwandeln, sondern Strahlung, erhöht sich die Leistung bei hochsommerlichen Temperaturen nicht. Es ist sogar eher das Gegenteil der Fall: Die Leistung von Photovoltaik-Anlagen sinkt ein bisschen, wenn sich die Module zu stark aufheizen.
Generell kann man sagen, dass die Leistung der Solarzellen von der Anzahl der Lichtteilchen abhängig ist. Die Zahl der Photonen, die auf die Solarzellen treffen, wird als Sonnenintensität bezeichnet. Bei einem Vergleich würde man bei gleicher Sonnenintensität dort eine geringere Leistung messen, wo die Temperatur höher ist. Doch warum ist das so?
Dieser Effekt hat mit der Bandlücke, einer elektrischen Größe, zu tun. Bei Erwärmung dehnt sich das Material aus und die Bandlücke wird geringer. Der Effekt ist relativ klein und liegt bei ca. 0,2 bis 0,4 % pro Grad Celsius. Zur Veranschaulichung kann man das folgende Beispiel anbringen: Ein Solarmodul, welches auf 50 Grad Celsius erwärmt wurde, bringt nur noch etwa 90 bis 95 % seiner maximalen Leistung.
Wichtig ist also nicht die Temperatur, sondern vielmehr die Anzahl an Sonnenstunden: Obwohl es beispielsweise in der Sahara sehr hohe Temperaturen gibt, die einen konträren Effekt auslösen würden, fallen hier aber die vielen Sonnenstunden mehr ins Gewicht. Mit 2.000 Sonnenstunden pro Jahr, das sind doppelt so viele wie in Deutschland, lässt sich eine Menge Strom erzeugen. Es fehlt allerdings noch an verlustfreien Leitungen, um den günstigen Strom aus der Sahara nach Deutschland transportieren zu können.
