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Photoeffekt
Was ist der Photoeffekt bei Solarzellen?
Der Photoeffekt bezeichnet den Prozess, bei dem Lichtteilchen (Photonen) auf das Material einer Solarzelle treffen und dabei Elektronen aus ihren Bindungen anregen oder freisetzen. Dieser Vorgang bildet die Grundlage dafür, wie Sonnenlicht in elektrische Energie umgewandelt wird.
Wie funktioniert der Photoeffekt in einer Solarzelle?
- Sonnenlicht besteht aus Photonen, die Energie besitzen.
- Trifft ein Photon auf den Halbleiter (z. B. Silizium), gibt es seine Energie an ein Elektron im Material ab.
- Das Elektron wird dadurch in ein höheres Energieniveau gehoben und kann sich frei bewegen.
- Es entstehen sogenannte Elektronen-Loch-Paare.
- Ein internes elektrisches Feld trennt Elektronen und Löcher – so fließt Strom.
Warum ist der Photoeffekt für Photovoltaikanlagen wichtig?
Nur durch den inneren Photoeffekt kann Lichtenergie direkt in elektrische Energie umgewandelt werden. Der Effekt macht aus Sonnenstrahlen eine nutzbare Stromquelle – ohne bewegliche Teile, rein durch physikalische Wechselwirkungen im Halbleitermaterial.
Gibt es unterschiedliche Arten des Photoeffekts?
- Äußerer Photoeffekt: Elektronen werden aus dem Material herausgelöst (z. B. in Fotozellen oder Elektronenröhren).
- Innerer Photoeffekt: Elektronen werden im Inneren des Materials angeregt, verlassen es aber nicht. Dieser Effekt ist für Solarzellen entscheidend.