Het photovoltaïsch effect

Het photovoltaïsch effect wordt bekomen door zonlicht te laten invallen op twee halfgeleiderplaten. Door het zonlicht ontstaat er een potentiaalverschil tussen de bovenste en de onderste halfgeleiderplaat. In het begin werd er vooral Germanium gebruikt als halfgeleidermateriaal maar al snel ondervond men dat Silicium talrijker aanwezig was en het photovoltaïsch effect in grotere mate kon bereikt worden. In speciale omstandigheden, zoals situaties waar hogere temperaturen bereikt kunnen worden, wordt er alsook een combinatie met Gallium en Arsenide gebruikt. Op deze combinatie van halfgeleidermaterialen heeft de hogere temperatuur een kleinere invloed op het rendement.

P-N junctie

Door het gesmolten silicium te doperen met Boor of Fosfor kan men bepalen of de halfgeleiderplaat van het P-type of N-type zal worden (Acceptor of Donor). Als men de P-type en N-type halfgeleiders tegen elkaar plaatst ontstaan er drie zones: P-zone, N-zone en de P-N junctie.

Door het contact met elkaar en het invallend zonlicht zullen de elektronen dicht bij de P-N junctie in de N-zone zich beginnen verplaatsen naar de P-zone. Door de afname in elektronen blijven er voornamelijk positief geladen ionen achter in de N-zone. De afwezigheid van deze elektronen laat natuurlijk een gatenstroom achter en deze gatenstroom wordt op zijn beurt gevuld met positieve ionen dichtbij de P-N junctie van de P-zone. Dit zorgt ervoor dat er voornamelijk negatief geladen ionen zijn in de P-zone. Door dit effect ontstaat er een potentiaalsverschil (gelijkspanning) tussen de P-zone en N-zone.