Einige Quellen sagen, dass ein Photon, wenn es auf die PV-Zelle trifft, Elektron-Loch-Paare auseinanderbricht. Andere Quellen sagen, dass Photonen Elektron-Loch-Paare erzeugen . Kann jemand erklären, was richtig ist? Ich habe mehrere Erklärungen darüber gelesen, was in der Solarzelle vor sich geht, aber sie scheinen nicht sehr klar zu sein. Für mich als wenig Vorwissen scheinen sich einige Aspekte der vielen unterschiedlichen Erklärungen zu widersprechen. Ich weiß nicht, ob es daran liegt, dass einige der Erklärungen der Einfachheit halber Dinge auf eine bestimmte Weise gesagt haben, aber dieser Teil scheint zu wichtig, um ihn zu ignorieren.
Zum Beispiel http://www.solarenergyexperts.co.uk/buyersguides/photovoltaic-glass-how-does-it-work/ : „Wenn Photonen (Lichtteilchen) von der Sonne auf die Zelle treffen, bricht die Energie das Paar auf Teilchen. Die freigesetzten Elektronen gehen in die Schicht vom n-Typ, während die Löcher in die Schicht vom p-Typ gehen.“
http://science.howstuffworks.com/environmental/energy/solar-cell3.htm : "Wenn Licht in Form von Photonen auf unsere Solarzelle trifft, bricht seine Energie Elektron-Loch-Paare auseinander."
http://solarjourneyusa.com/bandgaps.php hat einen Lochabschnitt namens " Generation of electron-hole pairs".
Dieser scheint im Grunde über dasselbe zu sprechen, erwähnt aber Elektron-Loch-Paare nicht wirklich, und die Erklärung erscheint mir verwirrender, aber wie auch immer, http://www2.pv.unsw.edu.au/nsite -files/pdfs/UNSW_Understanding_the_p-n_Junction.pdf: "...durch das Licht erzeugte gebrochene Bindungen wirken wie Löcher ... und diese Löcher können sich auch frei durch das Material bewegen. Elektronen und Löcher, die auf diese Weise erzeugt werden, sind physikalisch nahe beieinander: für jedes Elektron, das dort durch das Licht angeregt wird wird ein entsprechendes Loch erzeugt. Diese Elektronen und Löcher können nur für kurze Zeit angeregt bleiben. In einem Prozess, der als Rekombination bezeichnet wird, streunen angeregte Elektronen zu nahe an Löcher und die beiden fallen zurück in gebundene Positionen.“ Dieser scheint zu sagen, dass Photonen die Bindungen zwischen dem Elektron und seinem Atom aufbrechen, wodurch ein freies Elektron und ein Loch entstehen, dh ein anderer sagt, dass ein Elektron-Loch-Paar entsteht.
http://solarcellcentral.com/junction_page.html : "Wenn Photonen auf die Solarzelle treffen, versuchen freie Elektronen, sich mit Löchern in der p-leitenden Schicht zu vereinen."
http://www.solarenergy.net/Articles/how-photovoltaic-cells-work.aspx : "Wenn genügend Photonen von der negativen Schicht der Photovoltaikzelle absorbiert werden, werden Elektronen aus dem negativen Halbleitermaterial freigesetzt."
Was passiert also eigentlich, wenn Licht auf eine Solarzelle trifft?
Die kurze Antwort lautet: Wenn ein Elektron im Valenzband Energie von einem Photon absorbiert, um ein (mobiles) Elektron im Leitungsband zu werden, können sowohl dieses Elektron als auch das "zurückgelassene" Loch im Valenzband an einem elektrischen Strom teilnehmen. So, so sagt man, entsteht ein Elektron-Loch- Paar .
Wo kein mobiler Ladungsträger war, sind jetzt zwei; Wo kein Elektron-Loch-Paar war, ist dies jetzt ein Paar. Denken Sie daran, dass ein Loch in Wirklichkeit eine freie Stelle im Volantband ist. Wenn dieses Loch aufgrund eines Valenzelektrons in das Leitungsband "springt", ist das Loch Teil eines Elektron-Loch-Paares.
"Andere Quellen sagen, dass Photonen Elektron-Loch-Paare erzeugen.":
Elektronen haben Masse. Sie selbst wenn möglich herzustellen, würde sehr viel Energie erfordern. Das passiert also nicht, wenn ein Photon in einer Substanz elektrischen Strom erzeugt.
Sieben
Alfred Centauri