Wählen Sie einen Buchstaben, um direkt zu weiteren Begriffen zu springen.
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
M
N
O
P
Q
R
S
T
U
V
W
X
Y
Z
Halbleiter in der Photovoltaik
Was sind Halbleiter?
Halbleiter sind Materialien, deren elektrische Leitfähigkeit zwischen der von Leitern (Metallen) und Nichtleitern (Isolatoren) liegt. Sie können unter bestimmten Bedingungen Strom leiten oder auch isolierend wirken. Typische Halbleitermaterialien sind Silizium, Germanium und bestimmte Verbindungen wie Galliumarsenid oder Cadmiumtellurid.
Welche Rolle spielen Halbleiter in der Photovoltaik?
Halbleiter sind das Herzstück von Solarzellen. Sie wandeln Sonnenlicht in elektrische Energie um. Wenn Licht auf das Halbleitermaterial trifft, werden Elektronen im Material angeregt und können sich frei bewegen, wodurch elektrischer Strom entsteht.
Wie funktioniert die Umwandlung von Licht in Strom mit Halbleitern?
In der Photovoltaik wird meist Silizium als Halbleitermaterial verwendet. Durch gezielte „Verunreinigung“ (Dotierung) entstehen zwei Bereiche: ein p-leitender (positiv) und ein n-leitender (negativ). Am Übergang dieser beiden Bereiche, dem sogenannten p-n-Übergang, entsteht eine elektrische Spannung. Trifft Licht (Photonen) auf diesen Bereich, werden Elektronen-Loch-Paare erzeugt. Die Elektronen wandern durch das Material, wodurch elektrischer Strom fließt.
Was ist die Dotierung und warum ist sie wichtig?
Dotierung bezeichnet das Einbringen von Fremdatomen in das Halbleitermaterial, die entweder zusätzliche Elektronen (n-Dotierung) oder Elektronenlöcher (p-Dotierung) erzeugen. Durch die Kombination von p- und n-dotierten Bereichen wird der p-n-Übergang gebildet, der die elektrische Spannung erzeugt und die Grundlage für den Photovoltaik-Effekt bildet.
Welche Halbleitermaterialien werden in der Photovoltaik verwendet?
Am häufigsten wird Silizium eingesetzt, da es in reiner Form verfügbar, effizient und langlebig ist. Daneben kommen auch andere Halbleiter wie Galliumarsenid (GaAs), Cadmiumtellurid (CdTe) oder Zinkselenid (ZnSe) in Dünnschicht-Solarzellen zum Einsatz.
Warum sind Halbleiter für die Solarzellenleistung entscheidend?
Die Eigenschaften des Halbleiters, insbesondere die Breite der Bandlücke (die Energieschwelle, die für die Anregung der Elektronen überwunden werden muss), bestimmen, wie viel des einfallenden Lichts absorbiert und in Strom umgewandelt werden kann. Daraus folgt die Effizienz und Leistung der Solarzelle.