ladingsscheiding

Ladingsscheiding is het proces waarbij positieve en negatieve elektrische ladingen uit elkaar worden getrokken of gescheiden, waardoor een systeem een netto dipoolmoment of spanning krijgt. Het kan op verschillende lengteschalen voorkomen en wordt beïnvloed door interne velden, materiaalstructuur en extern toegepaste velden.

In halfgeleiders treedt ladingsscheiding vaak op bij interfaces zoals p-n-juncties en heterostructuren, waar de bandstructuur en interne velden elektronen en gaten uit elkaar kunnen trekken en langs verschillende transportkanalen kunnen scheiden. Bij fotovoltaïsche systemen ontstaat ladingsscheiding nadat licht elektronen exciteert tot paren van elektronen en gaten (excities); bij de interface worden deze ladingen gescheiden zodat elektron en gat via verschillende paden naar elektroden kunnen bewegen.

Ladingsscheiding is cruciaal voor de omzetting van licht in elektriciteit en voor toepassingen in opslag en elektronica. Tegelijkertijd gaat het vaak gepaard met verliesmechanismen zoals recombinatie. De efficiëntie hangt af van factoren zoals bandoffset tussen lagen, kwaliteit van de interface, morfologie en de snelheid van transport, evenals de kans op recombinatie.

Methoden om ladingsscheiding te bestuderen omvatten spectroscopie, time-resolved metingen en Kelvin-probe-technieken, die informatie geven over veldsterktes, dipoolmomenten en ladingdichtheid.

Zie ook: elektrische lading, elektrisch veld, zonnecel, lading, exciton.