Fotovoltaik ( Photo , griechisch "Licht" und Volt , Einheit der elektrischen Spannung) ist die direkte Umwandlung von Strahlungsenergie, vornehmlich der Sonne, mittels Solarzellen in elektrische Energie. Solarzellen bestehen meist aus dem Halbleitermaterial Silizium, das in einem aufwendigen Prozess aus Sand geschmolzen wird. Eine Solarzelle wird an der Oberseite zum Beispiel mit Phosphor, an der Unterseite mit Bor besprüht. Damit sich ein elektrisches Feld aufbaut, sind beide Seiten unterschiedlich elektrisch geladen: Die Oberseite einer Zelle hat fünf Elektronen, die Unterseite drei Elektronen. Die Elektronen versuchen ein Gleichgewicht von je vier zu erreichen. Silizium (vier Elektronen) dient als Transportmedium. Nur wenn die Sonne scheint, fließt Strom.

Den fotoelektrischen Effekt hatte 1839 Alexandre Edmond Becquerel entdeckt. 1954 wurde die erste Siliziumzelle gebaut. Heute setzt die deutsche Solarbranche mit 50 000 Arbeitskräften sieben Milliarden Euro im Jahr um und erzeugt mehr als 3000 Gigawattstunden Strom.