Glossar zur angewandten Energieforschung
Das Glossar erklärt Fachbegriffe aus allen Themenbereichen, die die Portalwelt zur angewandten Energieforschung behandelt. Zu den Fachportalen, die auf die Beiträge des Glossars verweisen, gehören energiesystem-forschung.de, energiewendebauen.de, forschungsnetzwerke-energie.de, industrie-energieforschung.de und strom-forschung.de.
Bandlücke
Bandlücke (englisch: band gap) ist ein Begriff aus der Halbleiterphysik. Er bezieht sich auf das physikalische „Bändermodell“ und bezeichnet den energetischen Abstand von Valenzband zu Leitungsband.Um elektrisch leitfähig zu werden, müssen Elektronen aus dem Valenzband in das Leitungsband wechseln, wo sie dann als freie Elektronen Strom transportieren können. Bei Metallen überlappen sich Valenz- und Leitungsband, es stehen also immer freie Elektronen zur Verfügung. Bei Halbleitern (kleine Bandlücke) und Isolatoren (große Bandlücke) besteht ein energetischer Abstand zwischen den beiden Bändern. Den Elektronen muss mindestens diese Energie zugeführt werden, damit sie ins Leitungsband gehoben werden können. Dies kann zum Beispiel durch Wärme, durch Absorption von Licht (dieser Effekt wird in der Photovoltaik genutzt) oder auch durch eine entsprechende elektrische Spannung geschehen.
Neben dem energetischen Abstand spielt auch die Struktur von Leitungs- und Valenzband eine wichtige Rolle. Halbleiter mit einer sogenannten direkten Bandlücke (zum Beispiel CIGS oder CdTe) haben einen besonders hohen Absorptionskoeffizienten und können daher beim Einsatz als Absorberschicht einer Solarzelle besonders dünn bleiben.
