Der Photoeffekt, auch als photoelektrischer Effekt bekannt, spielt eine zentrale Rolle in der Photovoltaik. Er beschreibt das Phänomen, bei dem Elektronen aus einem Material emittiert werden, wenn es Licht ausgesetzt wird.

In einer Solarzelle geschieht dies, wenn Photonen (die kleinsten Teilchen des Lichts) auf die Grenzschicht einer Solarzelle treffen. Wenn die Energie des Photons ausreicht, kann es ein Elektron aus seinem Atom herauslösen und in einen höheren Energiezustand versetzen. Dieser Prozess wird als innerer Photoeffekt bezeichnet.

Die freigesetzten Elektronen erzeugen einen elektrischen Strom, der dann genutzt werden kann. Wenn die Energie des Photons zu gering ist, fällt das Elektron in das Loch zurück. Ist die Energie des Photons hingegen zu groß, wird nur ein Teil genutzt, um das Elektron zu lösen, der Rest geht als Wärme verloren.

Es ist wichtig zu beachten, dass nicht alle Photonen dazu in der Lage sind, Elektronen zu lösen. Die Fähigkeit dazu hängt von der Wellenlänge des Lichts ab. Nur Photonen mit einer bestimmten Mindestenergie, der sogenannten Austrittsarbeit, können den Photoeffekt auslösen.