Un impianto fotovoltaico permette di trasformare direttamente l’energia solare in energia elettrica in corrente continua grazie all’effetto fotovoltaico.
L’effetto fotovoltaico si realizza quando un elettrone presente nella banda di valenza di un materiale (generalmente silicio) passa alla banda di conduzione a causa dell’assorbimento di un fotone.
Solo i fotoni che hanno una energia superiore a quella minima riescono a liberare elettroni dalla banda di valenza.
Ogni materiale ha una sua energia minima, più è bassa, maggiore è la frazione di energia solare utilizzata e maggiore la corrente. Però, più è alta l’energia e più è alto il potenziale di circuito aperto, poiché la potenza è il prodotto di corrente per potenziale occorre cercare un compromesso.
Vanno bene energie comprese fra 1 eV e 1.8 eV, ma l’optimum si ha per energie comprese fra 1.4 e 1.5 eV.
Il Silicio ha un’energia minima di 1.1 eV.