zum Skript

drei Außenelektronen, was dazu führt, dass ein Elektron aus einem Niveau geringerer Energie
(energieniedrigere Schale) für die Bindung benötigt wird. An der Stelle, wo das Valenzelektron fehlt,
entsteht ein „Loch“, das sich wie eine positive Ladung verhält.
Merke: Eine Silizium-Sollarzelle ist eine Halbleiterdiode, die aus einer n- und einer
p-dotierten Schicht besteht.
p-n-Übergang: Bei einer Halbleiterdiode berühren sich n- und p-
Leiter. Hierdurch findet eine Ladungstrennung statt und es entsteht
in der Halbleiterdiode ein elektrisches Feld.
Nach außen ist der Halbleiter neutral, da jeweils gleich viele positive
wie negative Elementarladungen vorhanden sind. An der
Grenzschicht zwischen dem n- und p-Leiter vereinigen sich in einem
schmalen Bereich die freien Elektronen mit den freien Löchern. Der
n-Leiter hat an der Grenzschicht Elektronen abgegeben und ist somit
ihr gegenüber positiv geworden; das Entgegengesetzte passiert im p-
Leiter.
Dies hat zur Folge, dass zwischen den beiden Halbleiterteilen eine
Spannung entsteht (Diffusionsspannung).
Fällt Licht auf die Solarzelle, so werden durch
Photonenabsorption die Elektronen aus dem
Valenzband in das energetisch höhere
Leitungsband „gehoben“. Dies führt zur Bildung
von freien Elektronen-Loch Paaren. Diese werden
im Feld des p-n-Übergangsgebiet getrennt. Die
gebildeten Elektronen gelangen in den n-dotierten
Halbleiter, der sich negativ auflädt. Im p-Leiter
bleiben positiv geladene Atomrümpfe zurück, die
ortsfest sind. Wird nun die Rück- und Vorderseite
mit Metall-Elektroden versehen und miteinander
verbunden, so gelangen die Elektronen von dem n-
in den p-Leiter, wo sie mit den dortigen Löchern
rekombinieren. Auf ihrem Weg dorthin können die
Elektronen Arbeit an einem äußeren Verbraucher
verrichten – d.h. die Solarzelle liefert elektrische
Energie.