Die Nutzung von Energie ist für uns im Alltag selbstverständlich, ob beim Bedienen der Kaffeemaschine, der Benutzung des Autos oder öffentlichen Verkehrsmittel bis zur Heimkehr in die warme Wohnung am Abend. Die ganze Industriegesellschaft ist angewiesen auf ausreichend Energie, die Produktion von Waren, Transport von Güter bis zur Kommunikation. Die Erkenntnis und das Bewusstsein, dass die bisherige Art der Energieversorgung teilweise unsicher, umweltschädlich und nur begrenzt verfügbar ist, hat stark zugenommen.

Der Bedarf an Primärenergie nimmt kontinuierlich zu. Der Grossteil der Energie wird nach wie vor aus Gas, Erdöl und Kohle gewonnen. Erneuerbare Energien wie die Nutzung des Sonnenlichts werden in den nächsten Jahren stark zunehmen, um die CO2 Bilanz zu verbessern und dem Klimawandel entgegen zu wirken.

Ein Photovoltaik Modul besteht aus mehreren Solarzellen. Die Solarzellen bestehen in den meisten Fällen aus Silizium, einem Halbleiter mit dem auch Transistoren, Dioden und Compurtechips bestehen. Mit zusätzlichen Fremdatomen wird ein PN-Übergang (Dotierung) durch den ein elektrisches Feld im Kristall erzeugt wird.

Durch Lichteinfall werden Kristallbindungen gelöst und an die äusseren Kontakte transportiert. Um nutzbare Spannungen zwischen 30-50Volt zu erreichen werden mehrere Zellen in Reihe geschaltet und gegen äussere Umwelteinflüsse mechanisch geschützt. Bei den meisten Modulen ist auf der Frontseite ein gehärtetes Glas mit einer Anti-Reflex Beschichtung.

Die Sonne hat eine Wärme von ca. 15 Millionen Grad. Die Wärme wird in Form von Strahlung in den Weltraum abgegeben. Die Erde empfang nur einen kleinen Anteil dieser Sonnenstrahlen. Auf der Erde wird eine Strahlungsleistung von 1367W/m2 empfangen. Dieser Wert wird als Solarkonstante bezeichnet. Die Lichtstrahlung wird reflektiert und absorbiert dadurch verringert sich der Anteil der Sonnenenergie die effektiv auf der Erdoberfläche ankommt.

Die Leistung auf der Erdoberfläche setzt sich aus der Direktstrahlung und der Diffusstrahlung zusammen. Die Globalstrahlung so nennt man den Strahlungsanteil auf der Erdoberfläche liegt bei sehr guten Bedingungen bei ca. 1000W/m2. Neuere Photovoltaik Module (Mono) können  ca. einen Fünftel der auftretenden Lichtenergie in elektrische Leistung umwandeln.

In der Sahara erzielt man einen jährlichen Energieertrag von 2500kWh/m2. Würde man die ganze Sahara mit Modulen (Annahme Wirkungsgrad 10% ) so könnte der ganze Primärenergieertrag der Erde damit abgedeckt werden.