Photovoltaischer Effekt

Der photovoltaische Effekt ist die direkte Umwandlung von Licht in elektrische Energie durch eine Wechselwirkung von Licht und Materie. Physikalisch lässt sich der photovoltaische Effekt als ein Fall des inneren photoelektrischen Effektes einordnen. Dabei geben Photonen beim Auftreffen auf einen Festkörper ihre Energie an ihn ab. Dies führt zu Elektronenbewegungen innerhalb der Gitterstruktur des Festkörpers. Ist die Energie des Photons mindestens so groß wie die Bindungsenergie eines Valenzelektrons, so kann dieses gelöst werden und es entsteht ein Elektron-Loch-Paar. Dieser Vorgang geht einher mit dem Anheben eines Elektrons auf ein höheres Energieniveau gemäß dem Energiebändermodell. Grundsätzlich werden alle genannten Mechanismen als innerer photoelektrischer Effekt zusammengefasst, da die Elektronen den Festkörper in keinem Fall verlassen. Im Falle einer Solarzelle wird das Elektron-Loch-Paar in die Raumladungszone befördert und dort getrennt. Danach gelangt das Elektron zum Minuspol und das Loch zum Pluspol. Es fließt ein Photostrom.

Synonym(e):

Photoeffekt, photoelektrischer Effekt, lichtelektrischer Effekt, Fotovoltaischer Effekt

Englische Übersetzung(en):

photoelectric effect