Photovoltaikanlagen bestehen aus einer Anzahl an Photovoltaik-Modulen, die wiederum aus Photozellen bzw. Solarzellen bestehen. In den Solarzellen wird das einfallende Sonnenlicht in Strom umgewandelt. Das Licht besteht aus Photonen, den Trägern der elektromagnetischen Strahlung. Das Photon, auch als Lichtquant oder Lichtteilchen bezeichnet, hat zwar keine Masse aber eine Energie. Diese Energie ist dafür verantwortlich, dass beim Auftreffen des Photons auf Halbleitern oder Metallen Elektronen aus den Strukturen herausgelöst und somit frei beweglich werden (photoelektrischer Effekt). Liegt ein äußeres Potential, eine Spannung an, kommt es zum Stromfluss.

Durch die Verbindung mehrerer Solarmodule lässt sich die Leistung und damit die Menge an erzeugbarem Solarstrom entsprechend proportional vergrößern. Man kann davon ausgehen, dass Solarmodule mit einer Fläche von 6 Quadratmetern etwa 1 kWp erzeugen können (Faustformel). Die Sonneneinstrahlung liegt in Deutschland bei jährlich etwa 1.000 Kilowattstunden (kWh) pro Quadratmeter und ist im Sommer etwa 5-mal höher als im Winter. Beispiel: Der jährliche Strombedarf einer vierköpfigen Familie liegt im Schnitt bei 4.500 kWh.