Ladungsträger nutzt man in der Photovoltaik, um aus Sonnenlicht elektrische Energie zu erzeugen. Ladungsträger sind Teilchen, die elektrisch geladen sind und sich in einem Material bewegen können. In der Photovoltaik nutzt man hauptsächlich zwei Arten von Ladungsträgern: Elektronen und Löcher.
Elektronen sind negativ geladene Teilchen, die sich in einem Material frei bewegen können. Wenn Licht auf ein Material trifft, können Elektronen sich aus dem Material herauslösen und sich frei bewegen. Ein elektrisches Feld erfasst dann diese Elektronen und erzeugen dann einen Strom
Löcher sind positiv geladene Teilchen, die sich in einem Material bewegen können, wenn sich ein Elektron aus dem Material herauslöst. Löst sich ein Elektron aus einem Material, hinterlässt es eine Lücke, die man auch als Loch bezeichnet. Diese Lücke kann sich durch das Material bewegen und als positiv geladener Ladungsträger fungieren. Löcher lassen sich ebenfalls von einem elektrischen Feld erfassen und dabei Strom erzeugen.
Um aus Sonnenlicht elektrische Energie zu erzeugen nutzt man Ladungsträger in einer Photovoltaikanlage. Die Photovoltaikanlage besteht aus Solarzellen, die aus einem Halbleitermaterial wie Silizium hergestellt sind. Elektronen lösen sich aus dem Material und bewegen sich frei, wenn Licht auf eine Solarzelle trifft. Ein elektrisches Feld erfasst diese Elektronen und erzeugt Strom. Gleichzeitig hinterlassen die herausgelösten Elektronen Löcher im Material, die sich ebenfalls durch das Material bewegen und als positiv geladene Ladungsträger fungieren können.
Die Ladungsträger in einer Photovoltaikanlage muss man jedoch kontrollieren, um eine effiziente Energieerzeugung zu gewährleisten. Man verwendet spezielle Schichten in der Solarzelle, um die Bewegung der Ladungsträger zu kontrollieren und gezielt in eine Richtung zu lenken.