Frage von theBlackSunset, 20

Solarzelle Funktion kann mir jemand helfen?

Hi,
Ich muss erklären wie eine Solarzelle funktioniert.
Ich wollte nur wissen ob es richtig ist was ich geschrieben habe: Die Solarzelle besteht aus 2 Si Schichten. Die obere ist mit Phostphoratomen durchsetzt. Diese haben einen Elektronen zu viel.
Die untere Si Schicht ist mit Boratomwn durchsetzt. Diese haben einen Elektronen zu wenig aber ein "Loch" welches Elektronen aufnehmen kann.
In der Übergangsscjicht entsteht ein starkes elektrisches Feld, in diese gelangt Licht. Lichtenberger erzeugt neue Ladungsträger.
Ich würde gern noch die Dotierung einleiten und erklären dass die Phostphoratomen  dem Boratomen ein Elektron abgeben aber ich weiß nicht genau wie. Kann mir bitte jemand helfen? Ich bin echt am verzweifeln

Antwort
von PeterKremsner, 8

Lichtenberger erzeugt neue Ladungsträger.

Den Satz kannst du so nicht verwenden, schreib einfach, dass Licht (einer geeigneten Frequenz) Elektronen Lochpaare im Silizium erzeugt.

Wenn du das näher Erklären willst kannst du noch das Banddiagramm von Silizium heranziehen. Du solltest aber dann auf die Frage vorbereitet sein, woher der Impulsübertrag kommt, Silizium braucht ja als indirekter Halbleiter einen Impulsübertrag zum anregen von Elektronen Lochpaaren.

Die Phosphoratome nehmen den Boratomen keine Elektronen weg oder umgekehrt, damit du das Verstehst musst du dir die Kristallstruktur von Silizium ansehen.

Im Silzium ist jedes Siliziumatom von 4 Atomen umgeben wobei alle Elektronen kovalent gebunden sind.

Wenn du jetzt ein Phosphoratom einsetzt, so bildet dieses Phosphoratom ähnlich dem Silzium 4 kovalente Bindungen zu den umliegenden Siliziumatomen aus. Da Phosphor aber 5 Valenzelektronen hat bleibt ein ungebundenes Elektron zurück, das bereits durch niedrige Energie gelöst werden kann.

Wenn du ein Boratom einsetzt dann hat das nur 3 Valenzelektronen und es kann sich damit nur zu 3 Siliziumatomen kovalent binden. Ein Siliziumatom geht "leer" aus und behält sein 4tes Elektron. An dieser Defektstelle kann leicht ein Elektron eingefangen und gebunden werden.

Dadurch ergibt sich die Dotierung, aber man muss beachten dass eine Dotierung nichts damit zu tun hat dass der Halbleiter nacher positiv oder negativ geladen ist, die Gesamtladung ist immer 0.

Es gibt zwar Fälle wo man über negativ Dotiertes Silizium positiv rüberdotiert oder umgekehrt, aber in dieser Konfiguration stehen sich auch selten ein Bor und ein Phosphoratom direkt gegenüber es ist nur so dass sich diese Wirkungen auf das Silizium überlagern und so den Gesamteffekt ergeben.

Damit die Dotierung funktioniert muss das Kristallgitter immer noch dem des Siliziums entsprechen und somit darf man nicht zu stark dotieren, weil sich sonst das Kristallgitter ändert.

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