hallo, was mich grade intressiert:
ich las eben einen bericht über den ach so tollen photoeffekt der von einstein erklärt wurde. meine frage zu solarzellen folgende:
wie funktionieren die zellen?
ich meine es sind siliciumatome die da für energie sorgen. licht wird absorbiert(?)
sprechen wir hier von einem klassischem photoeffekt bei dem hochenergetisches licht auf eine oberfläche trifft und elektronen auslöst? diese werden eingefangen und sorgen für strom?
wenn dies so wäre (wie gesagt, keine ahnung, korregiert mich): haben die zellen nicht eine begrenzte lebensdauer da iwann die elektronen nicht mehr vorhanden sind? wenn ja: wie groß wäre diese (energiekapazität)
Hallo,
sprechen wir hier von einem klassischem photoeffekt bei dem
hochenergetisches licht auf eine oberfläche trifft und
elektronen auslöst? diese werden eingefangen und sorgen für
strom?
Wenn ein Photon in der Zelle mit genügend Energie auf ein Elektron eines Silizium-Atoms trifft, dann wird es auf ein höheres Energieniveau gebracht und kann sich aus seiner normalen Bahn um das Atom befreien. Es entsteht also einerseits eine Art freies Elektron, und andererseits bleibt bei dem Atom ein „Elektronenloch“ zurück, da dort ja jetzt ein Elektron fehlt und somit ein Überschuss an positiver Ladung dort herrscht.
Das Silizium in den Solarzellen ist nun so strukturiert, dass man zwei Schichten hat, die mit bestimmten Atomen gezielt „verunreinigt“ oder besser dotiert sind. Die eine Schicht (n-Schicht) ist z.B. mit Phosphor-Atomen dotiert, die andere (p-Schicht) mit Bor-Atomen. Diese unterscheiden sich in der Zahl der Elektronen auf der äußersten Schale des Atoms und das bewirkt, dass die Elektronen bevorzugt in die eine Schicht wandern können und die „Löcher“ in die andere Schicht. Dadurch entsteht in der einen Schicht ein Überschuss an positiven und in der anderen einer an negativen Ladungsträgern. Verbindet man nun beide Schichten z.B. mit einem Kabel, dann können die Elektronen zurück in die andere Schicht fließen. Und der Fluss von Elektronen ist ja nichts anderes als elektrischer Strom.
wenn dies so wäre (wie gesagt, keine ahnung, korregiert
mich): haben die zellen nicht eine begrenzte lebensdauer da
iwann die elektronen nicht mehr vorhanden sind? wenn ja: wie
groß wäre diese (energiekapazität)
Nö, weil die Elektronen ja wieder in die andere Schicht zurück fließen. Das einzige was hier „verbraucht“ wird, sind die Photonen. Die liefern die nötige Energie zur Trennung der Ladungen und damit für den nötigen Potentialunterschied, damit Strom fließen kann.
vg,
d.
okay, danke, also ein ganz „normaler“ npn /pnp halbleiter.
ich hatte daran jetzt garnicht gedacht
Hallo,
okay, danke, also ein ganz „normaler“ npn /pnp halbleiter.
Nimm einen alten Leistungstransistor mit Metallgehäuse. Säg davon den Deckel ab. Und schon hast Du eine Solarzelle. Keine sonderlich gute, aber…
Gruß
loderunner
Moin,
kein Transistor sondern eine Diode.