Solarzelle p-n-Übergangsschicht

Mindbreaker · Anmeldungsdatum: 21.11.2005 Beiträge: 22

Ich habe eine Frage zur Funktion der Solarzelle.

Eine Solarzelle hat ja eine P-Dotierte und eine N-Dotierte Schicht.
In der Mitte ist der Übergang.

Die P-Dotierte Seite ist positiv geladen und N ist negativ geladen.

Nun wirk Licht auf die Grenzschicht ein. Durch die Photonen lösen sich Elektronen in der Grenzschicht. Diese wandern nach außen zu den Kontakten.

Bis hierhin habe ich alles ja genau verstanden (zumindest hoffe ich dass).
Aber was ich nicht verstehe ist warum im P/N Übergangsbereich sich die Ladungen vertauschen d.H. P schicht Negativ und N schicht Positiv.
Ich weiss nur Warum aber verstanden hab ich das auch nicht. Ich hoffe mir kann irgendwer weiterhelfen.

MFG
mindbreaker Klo

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Mindbreaker · Anmeldungsdatum: 21.11.2005 Beiträge: 22

Nein das klärt meine Frage nun gar nicht^^

Die Antwort bring mich eher durcheinander. Ich stelle mal einen Textausschnitt der Firma megasol rein:

Zur Erzeugung des Feldes werden in der auf der Sonne zugewandten Schicht des Siliziums gezielt Fremdatome eingebracht (Dotierung). Meist wird dazu Phosphor verwendet. Phosphor hat 5 äussere Elektronen, während Silizium nur 4 äussere Elektronen aufweist. Phosphor besitzt also ein Elektron mehr in der äusseren Elektronenschale. Da dieses zusätzliche Elektron nicht in das Siliziumgitter eingebaut werden kann, ist es frei beweglich. Es entsteht ein Überschuss an Elektronen und damit die n-Schicht der Solarzelle.

Auf der Rückseite der Solarzelle wird das Silizium mit Atomen angereichert, die ein Elektron weniger in der äussersten Schale haben wie zum Beispiel Bor. Hier entsteht die p-Schicht der Solarzelle.

Unsere Zelle hat nun also zwei Schichten: Oben die negativ geladene n-Schicht und unten die positiv geladene p-Schicht. Am Übergang zwischen diesen beiden Schichten (Grenzschicht) werden nun von der p-Schicht Elektronen aus der n-Schicht angezogen. In der Grenzschicht entsteht nun also durch diesen „Elektronenklau“ die umgekehrte Ladung: Die p-Schicht ist negativ geladen und die n-Schicht positiv. Diese umgekehrte Ladung bezieht sich aber nur auf die Grenzschicht.

Hier noch der Link:
http://www.megasol.ch/wissen/funktion/

Dieses besagt doch genau das gegenteil von dem was du gesagt hast oder nicht???

Aber welches von den beiden auch richtig ist, kann ich hinnehmen^^

Aber wie funktionier es, dass das elektrische Feld ausgeglichen wird, und die Ladungsträger zu ihren Kontaktflächen kommen???

Also in Fragen formulieren und erklären war ich noch nie so gut. Sorry
Hammer

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Das ganze ist viel weniger gegensätzlich, als du auf den ersten Blick den Eindruck hattest:

Mindbreaker · Anmeldungsdatum: 21.11.2005 Beiträge: 22

Alles Klar! Verstanden!

Vielen Dank

Mindbreaker · Anmeldungsdatum: 21.11.2005 Beiträge: 22

Ist dass jetzt so Richtig????

Aufbau der Solarzelle
Die Solarzellen werden aus Halbleiterstoffen wie z.B. aus Silizium hergestellt. Sie haben die Eigenschaft, dass sich ihre Leitfähigkeit bei Energiezuführung erhöht. Solarzellen besitzen eine P- und eine N- dotierte Schicht. Eine P-Dotierte Schicht ist eine Siliziumschicht (4 Außenelektronen) verunreinigt mit Atomen, die 3 Elektronen auf der Außenschale haben, wie z.B. Bor. Es entsteht ein Elektronenmangel.
Die N-Dotierte Schicht wird ähnlich aufgebaut. Nur dass hier das Silizium mit Atomen die 5 Elektronen auf der Außenschale haben verunreinigt (z. B: Phosphor). Somit entsteht ein „Freies Elektron“ das nicht in die Siliziumkristallstruktur mit eingebunden werden kann. Ein Elektronen Überschuss zeichnet sich ab.
In der Mitte der beiden Schichten ist die PN-Übergangsschicht. Im Übergangsbereich entsteht durch die unterschiedlichen Ladungen der Schichten ein Elektrisches Feld (Raumladungszone).

Funktion der Solarzelle:
Wird die Solarzelle nun belichtet, werden die Elektronen durch die Photonen (Lichteilchen) auf ein höheres energetisches Niveau (kinetisches Energie) gehoben bis sie aus der Umlaufbahn des Elektrons fliegen. Es entstehen freie Elektronen und Löcher (Löcher = Elektronen Mangel). Durch das elektrische Feld, das sich im Inneren der Solarzelle befindet, werden freie Ladungsträger nach außen hin gedrängt. Diese entstandene Gleichspannung wird über Kontakte abgegriffen und nach außen geführt, über die die Elektronen fließen können(N-Seite Elektronen Überschuss P-Seite Elektronen Mangel). Bei längerer Belichtung entsteht so ein kontinuierlicher Stromfluss, den man als Nutzstrom abgreifen kann.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Ich finde, das hast du ziemlich gut verstanden smile

Mindbreaker · Anmeldungsdatum: 21.11.2005 Beiträge: 22

Danke!!!!!!!
Prost