Dotierung
Die Dotierung in der Photovoltaik ist ein wichtiger Prozess, der den Solarzellen ihre Funktionsfähigkeit verleiht. Sie bezieht sich auf die absichtliche Zugabe von Fremdatomen zu einem Halbleitermaterial, typischerweise Silizium, um dessen elektrische Eigenschaften zu verändern.
Es gibt zwei Haupttypen der Dotierung: p-Dotierung und n-Dotierung:
- Bei der p-Dotierung werden Atome mit weniger Valenzelektronen als das Halbleitermaterial (z.B. Bor) eingefügt. Dadurch entstehen „Löcher“, also positive Ladungsträger.
- Bei der n-Dotierung werden Atome mit mehr Valenzelektronen als das Halbleitermaterial (z.B. Phosphor) eingefügt. Dadurch entstehen zusätzliche Elektronen, also negative Ladungsträger.
Die Erzeugung von n- und p-dotierten Bereichen innerhalb einer Solarzelle ermöglicht die Bildung eines p-n-Übergangs. Dieser Übergang ist der Ort, an dem unter Einfluss von Sonnenlicht Elektronen aus der n-Schicht in die p-Schicht bewegt werden und so ein Stromfluss entsteht.
Obwohl die Dotierung den Halbleiter verändert, geschieht dies nur in einer äußerst geringen Menge. Schwach dotierte Siliziumkristalle haben nur ein einziges Fremdatom auf mehrere Millionen Siliziumatome.