Versuch 1 Praktikum Optik und Atomphysik Thema „Licht und ...

Vor der Belichtung der Solarzelle überschreiten einige Elektronen aufgrund ihrer
Eigenbewegung schon bei der Herstellung des p-n-Übergangs die Grenzschicht, genauso wie
einige Bindungselektronen in die Löcher des p-Halbleiters rücken. Der n-Halbleiter verliert
dabei einen kleinen Teil seiner frei beweglichen Elektronen. In der direkten Nähe der
Grenzschicht überwiegt bei den n-Halbleitern die positive Ladung der Löcher. Der p-
Halbleiter lädt sich in der Nähe der Grenzschicht durch die hinzu gekommenen Elektronen
leicht negativ auf. Auf diese Weise entsteht ein Gleichgewichtszustand, der verhindert, dass
weitere Elektronen über die Grenzschicht springen.
Wird die Grenzschicht nun durch Sonnenstrahlen belichtet, werden die Elektronen auf ein
höheres energetisches Niveau gehoben und es entstehen freie Elektronen und Löcher. Jetzt
ziehen am Rande des n-Halbleiters die positiven Ladungen freie Elektronen an, wodurch das
Gleichgewicht gestört wird. Bei diesem Prozess hat der n-Halbleiter Elektronen „zurück
gewonnen“, welche über den äußeren Stromkreis zurück zum p-Halbleiter fließen. Bei
anhaltender Belichtung durch Sonnenstrahlen entsteht so ein kontinuierlicher Stromfluss, den
man als Nutzstrom abgreifen kann.
(Vgl. http://www.diebrennstoffzelle.de/alternativen/sonne/solarzelle.shtml, Stand: 05/06).
2.2 Versuchsaufbau, -beschreibung und - ablauf
Materialien:
Solarzelle (des Typs: ASI-F 2/12 mit folgenden Angaben: Pmpp : 2,6 W (beginnend), Umpp :
16,8 V, UOC : 22,8 V, Impp : 0,127 A ≈ const. (mpp: maximum power point), Isc : 0,165 A (sc:
short cut), Toleranz ± 10%). Auch andere Solarzellen sind möglich.
2 Leitungen,
2 Klemmen
Widerstände und ein Multimeter
Aufbau:
Schießt die Solarzelle mit Hilfe der Leitungen, Widerstände und den daran befestigten
Klemmen an das Multimeter an.