PN-Diode Vorwärtsspannung < Elektrik < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 20:53 Mi 05.04.2017 | | Autor: | Jellal |
Hallo zusammen,
ich erarbeite mir gerade die Funktionsweise der Solarzelle auf Basis einer PN-Diode.
Nun habe ich gelesen, dass bei der Solarzelle in forward-bias gearbeitet wird. Trotzdem soll der Photostrom in die Richtung des Sättigungsstroms laufen, der ja über bleibt, wenn mit reverse bias gearbeitet wird.
Das verstehe ich aber nicht.
Bei der Vorwärtsspannung wird die Verarmungszone doch abgebaut, sodass es kein internes elektrisches Feld mehr am Übergang gibt. Deshalb sollte der Strom nur noch entsprechend der außen angelegten Spannung fließen und eben NICHT mehr in Richtung des Sättigungsstroms (der bei reverse bias überbleibt). Warum sollten also Elektron-Loch-Paare, die am Übergang entstehen, in Richtung des Sättigungsstroms laufen?
Viele Grüße
Jellal
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Hallo!
Auch wenn es was spät ist:
Im PN-Übergang sind Elektronen aus dem n-Bereich rüber in den p-Bereich gewandert. Dadurch entsteht ein kräftemäßig entgegen gesetztes E-Feld, das weitere Elektronen davon abhält, rüber zu wandern. So entsteht die Sperrschicht. Legt man eine geringe Spannung in Durchlassrichtung an, reicht das noch nicht, um die Elektronen gegen dieses innere Feld in den p-Bereich zu drücken. Erst ab etwa 0,7V (Silizium) ist das der Fall, und genau das erklärt die Kennlinie in Durchlassrichtung.
Im Grunde liegt da die Antwort schon drin: Das E-Feld wirkt der Wanderung der Elektronen in Durchflußrichtung entgegen. Wenn durch Licht also Elektronen in der Sperrschicht entstehen, werden sie sofort zum n-Bereich geschoben, fließen also in Sperrrichtung.
Und jetzt rate, warum Solarzellen alle maximal um die 0,7V abgeben können.
Übrigens, Fotodioden werden auch in Sperrrichtung betrieben, allerdings legt man da von außen noch Spannung an. Letztendlich wird hier dann der Strom gemessen, der aus den in der Sperrschicht durch das Licht entstehenden Elektronen und Löchern besteht.
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 22:44 Di 11.04.2017 | | Autor: | Jellal |
Hallo Event_Horizon,
vielen Dank :)
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