Die Sperrschicht ist ein Schlüsselkonzept in der Photovoltaik und besonders wichtig für die Funktion von Solarzellen. Sie entsteht an der Grenzfläche zwischen zwei unterschiedlich dotierten Halbleiterschichten, üblicherweise einer p-dotierten und einer n-dotierten Schicht.

In einer Solarzelle wird Silizium, ein Halbleitermaterial, sowohl n- als auch p-dotiert. Die n-Dotierung führt zu einem Überschuss an Elektronen, während die p-Dotierung zu einem Mangel an Elektronen (oder „Löchern“) führt. An der Grenzfläche zwischen diesen beiden Schichten diffundieren die Elektronen von der n-Schicht in die p-Schicht und umgekehrt, was zur Bildung einer Sperrschicht führt.

Diese Sperrschicht erzeugt ein elektrisches Feld, das hilft, die durch Sonnenlicht erzeugten Elektronen und Löcher zu trennen und so einen Stromfluss zu ermöglichen. Ohne dieses elektrische Feld würden die Elektronen einfach wieder in die Löcher fallen und keine nutzbare Energie erzeugen.

Obwohl die Sperrschicht den Stromfluss unter normalen Bedingungen blockiert, ermöglicht sie dennoch den Fluss von Strom, wenn die Solarzelle beleuchtet wird. Dies ist das grundlegende Prinzip, auf dem Photovoltaik basiert.