Ein Fremdatom in der Photovoltaik bezieht sich auf Atome, die in das Kristallgitter eines Halbleitermaterials, wie z.B. Silizium, eingefügt werden, um dessen elektrische Eigenschaften zu verändern. Dieser Prozess wird als Dotierung bezeichnet.

In einer Solarzelle werden typischerweise zwei verschiedene Arten von Fremdatomen verwendet: Phosphor und Bor. 

Phosphor hat fünf Außenelektronen, während Silizium nur vier hat. Wenn ein Phosphoratom in das Siliziumgitter eingefügt wird, bleibt ein Elektron übrig, das sich relativ frei im Kristall bewegen kann. Dadurch entsteht ein n-Typ (negativ geladen) dotierter Halbleiter.

Auf der anderen Seite hat Bor nur drei Außenelektronen. Wenn es in das Siliziumgitter eingefügt wird, entsteht eine „Lücke“, die ein Elektron aus der Umgebung aufnehmen kann. Dies führt zu einem p-Typ (positiv geladen) dotierten Halbleiter.

Die Dotierung ist ein entscheidender Schritt bei der Herstellung von Solarzellen, da sie die Bildung einer sogenannten pn-Übergangszone ermöglicht. In dieser Zone können durch Lichteinfall erzeugte Elektronen von den positiven zu den negativen Bereichen fließen, wodurch elektrischer Strom erzeugt wird.

Es ist wichtig zu beachten, dass nur eine sehr geringe Menge an Fremdatomen benötigt wird, um diesen Effekt zu erzielen – in der Größenordnung von 1 Teilchen pro 10.000 bis zu 1 Teilchen pro 10 Milliarden.