PHOTOVOLTAIK - SOLARSTROM

HALBLEITER
- photovoltaischer Effekt -

Wird der Grenzbereich der beiden Halbleiter mit Lichtenergie bestrahlt, so werden die Photonen von weiteren Elektronen absorbiert, die durch deren Energie zu Leitungselektronen werden und entsprechend des elektrischen Feldes in den n-dotierten Halbleiter gezogen werden (photovoltaischer Effekt). Diese zusätzlichen Ladungsträger können numehr durch einen angeschlossenen Stromkreis fließen (Gleichstrom). Dieser Zusammenhang gilt auch für Elektronen oder Löcher, die sich außerhalb der Raumladungszone befinden und mit Lichtenergie bestrahlt werden, soweit ihre Diffusionslänge ausreicht um bis in den Bereich des elektrischen Feldes zu diffundieren.
Die Absorption der Photonen erfolgt nur, wenn die Strahlungsenergie größer ist als die Niveaudifferenz zwischen Leitungs- und Valenzelektronen (Energielücke). Für die Verwendung als Halbleiter in Solarzellen eignen sich demzufolge nur Materialien, die u.a. eine entsprechende Energielücke aufweisen, z.B.:

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