In der Photovoltaik spielt die Dotierung bei der Herstellung von Solarzellen eine zentrale Rolle, indem sie die elektrischen Eigenschaften von Halbleitermaterialien gezielt verändert. Dotierung bezieht sich auf den Prozess, bei dem gezielt Fremdatome in das Halbleitermaterial eingeführt werden, um die Leitfähigkeit und Lichtempfindlichkeit des Materials zu beeinflussen.
Es gibt zwei Haupttypen der Dotierung:
N-Dotierung (Negativ)
Bei der N-Dotierung werden Fremdatome, wie beispielsweise Phosphor, in das Halbleitermaterial, meist Silizium, eingebracht. Diese Fremdatome haben mehr Elektronen in ihrer äußeren Schale als das Silizium, wodurch sie zusätzliche Elektronen in das Material einbringen. Dies führt zu einer negativen Ladungsträgerkonzentration und einer Erhöhung der Leitfähigkeit. N-dotierte Bereiche sind als n-Schichten bekannt.
P-Dotierung (Positiv)
Bei der P-Dotierung werden Fremdatome wie Bor in das Halbleitermaterial eingebracht. Diese Atome haben weniger Elektronen in ihrer äußeren Schale als das Silizium, was zu sogenannten "Löchern" führt. Dadurch entsteht eine positive Ladungsträgerkonzentration und die Leitfähigkeit des Materials wird verringert. P-dotierte Bereiche werden als p-Schichten bezeichnet.
Durch die gezielte Dotierung werden pn-Übergänge geschaffen, die in Solarzellen Licht in elektrische Energie umwandeln. Diese Konzepte sind entscheidend für die Funktionsweise von Photovoltaikanlagen und tragen dazu bei, Sonnenenergie effizient zu nutzen.