Dember-Effekt
Der Dember-Effekt, der auch in der Solartechnik zur Anwendung kommt, wird unter anderem als Foto-Dember-Effekt oder Kristallfotoeffekt bezeichnet. Dabei geht der Name auf den Physiker Harry Dember zurück. Dieser Effekt beschreibt in erster Linie die Entstehung einer elektrischen Spannung unter Lichteinstrahlung auf ein Halbleiterelement. In physikalischer Hinsicht beruht dieser Dember-Effekt darauf, dass bei der Lichteinstrahlung Energie in geeigneter Wellenlänge auf einen Halbleiter auftrifft, wobei Elektron-Loch-Paare entstehen. Bei diesen Löchern handelt es sich allerdings um nichts anderes, als um fehlende Elektronen im Valenzverband des betreffenden Halbleiterelements.
Die Dichte der betreffenden Elektronen-Loch-Paare ist regelmäßig an der Oberfläche am größten, denn das Licht wird ebenfalls an der Oberfläche des Halbleiters absorbiert. Somit nimmt die Elektronen-Loch-Dichte weiter im Inneren des Halbleiters ab, so dass diese Abnahme dem Lambert-Beerschen Gesetz folgt. Des weiteren führt der Gradient dieser Elektronen-Loch-Paare zu einem Diffusionsstrom. Da aber die Elektronen ein anderes Gewicht als die Löcher besitzen – sofern man das so nennen möchte – kommt es hier außerdem zu verschiedenen effektiven Massen, so das die effektiven Massen der Elektronen kleiner sind als die der Löcher. Dies bewirkt, dass die vorhandenen Elektronen schneller in den betreffenden Halbleiter diffundieren und so eine räumliche Trennung von den Löchern bewirken. Durch diesen Vorgang wird eine elektrische Spannung erzeugt, die man sich auch in der Solartechnik zu Nutze macht.
Im großen und ganzen besitzt der Dember-Effekt zahlreiche Anwendungen, denn immer dann, wenn ein kurzer Lichtimpuls auf die Oberfläche eines Halbleiters auftrifft kommt es zum Aufbau einer elektrischen Spannung. Natürlich kann man diese Art des Vorgangs auch mit Hilfe technischer und physikalischer Simulation durchführen, doch gerade im Bereich der Solartechnik kann der Dember-Effekt auf Grund einer echten Lichteinstrahlung zur Energieerzeugung genutzt werden. Daher ist die Einstrahlung der Sonne und vor allem auch die Dauer der Sonneneinstrahlung von elementarer Relevanz für die Auswahl eines geeigneten Standorts, um zum Beispiel sogenannte Solarparks zu gründen und mit deren Hilfe Solarenergie zu erzeugen.
