Halbleiterphysik

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Unser Bedarf an Wärme und Strom ließe sich weitgehend durch die Energie der Sonne decken. Die Sendung zeigt, wie Solarkollektoren zur Warmwasserbereitung funktionieren und wie Solarzellen Licht in elektrische Energie umwandeln. Das Potenzial der Sonne zur Stromerzeugung ist riesig, besonders in den sonnenreichen Regionen der Erde. Dort könnte in großen Solarthermie-Kraftwerken so viel elektrische Energie produziert werden, dass damit auch sonnenärmere Gegenden versorgt werden könnten, wenn es genügend Netze und Speicher gäbe. (Online-Signatur Medienzentren: 49800415)

Planet Schule

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In diesem Erklärvideo schauen wir uns an, wie Dioden funktionieren, wo Dioden verwendet werden und warum überhaupt Dioden verwendet werden.

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Prinzipieller Aufbau Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Schematische Darstellung des p/n-Übergangs einer SolarzelleDie klassische Silizium-Solarzelle besteht aus einer ca. \(0{,}001\,\rm{mm}\) dicken n-dotierten Schicht (kurz: n-Schicht), welche in das ca. \(0{,}6\,\rm{mm}\)…

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Kennlinie eines Kaltleiters (PTC 830) als GeoGebra Simulation.

Geogebra

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GeoGebra Simulation: Leistungskennlinie eines Solarpanels. Überlege, welche Geräte, die eine Quellenspannung von 0,5 bis 1,5 V benötigen, von diesem Solarpanel angetrieben werden können und welche nicht.

Geogebra

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Die Simulation zeigt den prinzipiellen Aufbau des Kristallgitters von Silizium – einem Halbmetall.

Geogebra

Experiment

Ein digitales Fieberthermometer besteht aus einem NTC – einem Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten. Mit Hilfe von Wasser verschiedener Temperatur erstellen die Schüler:innen eine Temperatur-Elektronenstromstärke-Kennlinie und bestimmen aus der gemessenen Elektronenstromstärke die Temperatur des Wassers.

Nachschlagewerk

CC 3.5 Georg Slickers Abb. 1 Polykristalline SolarzelleZur Herstellung von Solarzellen werden 0,3 mm dünne Scheiben aus einem Siliziumblock herausgesägt. Je nach angewandtem Verfahren besteht dieser Block aus einem einzigen Kristall (aus flüssigem Silizium gezogen).…

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Arbeitsblatt

Versuchsaufbau Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Aufnahme der Kennlinie einer LEDDie Schaltung zur Aufnahme der Kennlinie einer Leuchtdiode ist die gleiche wie bei der Kennlinienaufnahme für gewöhnliche Halbleiterdioden. Im Versuch sollen dabei die Kennlinien verschiedener…

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Arbeitsblatt

Mit einem einfachen Versuch kann die Umwandlung von der Energie des Lichts in elektrische Energie ausprobiert werden.

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Interaktives Medium

Prinzipieller Aufbau Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Schematische Darstellung des p/n-Übergangs einer SolarzelleDie klassische Silizium-Solarzelle besteht aus einer ca. \(0{,}001\,\rm{mm}\) dicken n-dotierten Schicht (kurz: n-Schicht), welche in das ca. \(0{,}6\,\rm{mm}\)…

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Arbeitsblatt

Versuchsaufbau Eine Gleichspannungsquelle, eine Diode (p-n-Übergang) und eine Glühbirne (z.B. \(6{,}3\,\rm{V}\) / \(0{,}3\,\rm{A}\)) werden in Reihe geschaltet. Zusätzlich wird die Spannung des Netzgerätes mithilfe eines Demo-Voltmeters visualisiert. Versuchsdurchführung Die Spannung wird …

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Arbeitsblatt

Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Schaltsymbol einer LEDEigenschaften von Leuchtdioden Eine Leuchtdiode (kurz LED von englisch light-emitting diode ‚lichtemittierende Diode‘, auch Lumineszenz-Diode) ist ein lichtemittierendes Halbleiter-Bauelement, dessen elektrische…

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Experiment

Ein NTC – also ein Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten – kann als einfaches Thermometer genutzt werden. Mit Hilfe dieses Versuches bauen die Schüler:innen selbst ein einfaches Modell eines digitalen Thermometers nach und erklären das Leitungsverhalten im Bändermodell.

Experiment

Leitet Glas den elektrischen Strom?Zunächst ist Glas als sehr guter Isolator bekannt, der keinen Strom leitet. Aber ist das auch immer so?

Aufbau und Durchführung Joachim Herz Stiftung Abb. 1 VersuchsaufbauEine kleine Solarzelle wird mit einer Lampe bestrahlt. Durch Änderung des Abstands \(x\) kann die Lichtintensität am Ort der Solarzelle variiert werden. Die Belastung der Solarzelle kann durch ein…

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