Bandlückenwellenlänge

Die Bandlückenwellenlänge ist die Wellenlänge von Licht, die gerade noch ausreicht, um im Halbleiter einer Solarzelle absorbiert zu werden. Licht in Wellenlängenbereichen oberhalb der Bandlückenwellenlänge hat einen zu geringen Energiegehalt und transmittiert durch das Halbleitermaterial. Diese Verluste werden als Transmissionsverluste bezeichnet. Mit geringeren Wellenlängen als der Bandlücke des Materials steigen die Thermalisierungsverluste. Dies bedeutet, dass die überschüssige Energie der Photonen in Wärme umgewandelt wird. Die Bandlückenwellenlänge ist vor allem abhängig vom Halbleitermaterial der Solarzelle.

Für Silizium liegt die Bandlücke beispielsweise bei 1,12 eV. Bei abweichendem Energiegehalt der eintreffenden Lichtquanten sinkt die Absorptionsrate und somit die Energieausbeute. Mehrschichtige Stapelsolarzellen besitzen durch mehrere Halbleiterschichten auch mehrere Bandlückenwellenlängen, bis zu denen die Lichtabsorption möglich ist. Aus diesem Grund weisen diese Zelltypen bessere Wirkungsgrade auf.

Abbildung 1 zeigt die Bandlückenwellenlänge von Silizium sowie die Verluste einer Solarzelle durch Thermalisierung und Transmission, abhängig von der Wellenlänge.

Synonym(e):

Bandabstandwellenlänge, Bandlückenfrequenz, Bandlückenenergie, Bandabstandfrequenz, Bandabstandenergie

Englische Übersetzung(en):

band gap frequency