Das Energiebändermodell ist ein grundlegendes Konzept in der Physik und Elektronik, das besonders wichtig für das Verständnis der Funktionsweise von Photovoltaikanlagen ist.

Im Energiebändermodell wird davon ausgegangen, dass die Elektronenenergien in einem Kristallgitter, wie sie in Halbleitern vorkommen, aus kontinuierlichen Energiebändern und verbotenen Bereichen bestehen. Diese Energiebänder sind das Valenzband und das Leitungsband.

Das Valenzband bezeichnet die Energieebene, auf der sich die Elektronen normalerweise befinden. Das Leitungsband ist die Energieebene, auf die die Elektronen gehoben werden können, wenn sie genügend Energie erhalten – zum Beispiel durch Sonnenlicht in einer Solarzelle.

Zwischen dem Valenzband und dem Leitungsband gibt es eine sogenannte Bandlücke (engl. band gap). Diese Bandlücke ist ein Bereich, in dem keine Elektronen existieren dürfen. 

In einer Solarzelle absorbiert das Halbleitermaterial (meist Silizium) Sonnenlicht, wodurch Elektronen aus dem Valenzband in das Leitungsband gehoben werden. Dies erzeugt einen „Elektronenloch“-Paar. Die Elektronen im Leitungsband können sich frei bewegen und einen elektrischen Strom erzeugen, während die Löcher im Valenzband zur positiven Ladung beitragen.

Es ist wichtig zu beachten, dass die Größe der Bandlücke bestimmt, welche Art von Licht (d.h. welche Wellenlänge oder Energie) ein Halbleiter absorbieren kann. Daher ist die Wahl des Halbleitermaterials für die Effizienz einer Solarzelle entscheidend.