Die Physik der Halbleiter ist von entscheidender Bedeutung für die Photovoltaik, da sie das Fundament für die Funktionsweise von Solarzellen bildet. Halbleiter sind Materialien mit einer elektrischen Leitfähigkeit, die sich zwischen der von Isolatoren und Leitern befindet..

In der Photovoltaik sind Halbleitermaterialien, insbesondere Silizium, entscheidend für die Umwandlung von Sonnenlicht in elektrischen Strom. Wenn Sonnenlicht auf eine Solarzelle trifft, wird es von den Halbleiterschichten absorbiert. Durch diesen Prozess werden Elektronen in den Halbleitern freigesetzt, was zu einem Stromfluss führt..

Eine weitere wichtige Komponente in der Halbleiterphysik ist die sogenannte Bandlücke. Sie bezeichnet den Energieunterschied zwischen dem Valenzband, in dem die Elektronen normalerweise „gebunden“ sind, und dem Leitungsband, in das sie durch das Einstrahlen von Licht „befördert“ werden können. Die Größe der Bandlücke bestimmt, welche Lichtwellenlängen ein Halbleiter absorbieren kann und ist daher entscheidend für die Effizienz einer Solarzelle.

Neben Silizium kommen in der Photovoltaik auch andere Halbleitermaterialien zum Einsatz, darunter Verbindungen wie Galliumarsenid oder Cadmiumtellurid. Diese Materialien haben unterschiedliche Eigenschaften und können daher in verschiedenen Arten von Solarzellen verwendet werden.