Elektrischer Strom in organischen Halbleitern

Elektrischer Strom, wie wir ihn ständig nutzen, besteht aus unzählig vielen Elektronen. Das sind winzige negativ geladene Teilchen, die durch Metall fließen können. Je mehr Elektronen in einer elektrischen Leitung fließen, desto stärker ist der Strom. Wenn man Elektronen hingegen aufstaut und verdichtet entsteht eine elektrische Spannung. Jede Stromquelle bzw. Spannungsquelle hat zwei Pole, einen negativ geladenen Minuspol mit Elektronenüberschuss, und einen positiv geladenen Pluspol mit Elektronenmangel.

In Halbleitern gibt es analog zu den Elektronen auch positiv geladene Teilchen, die sogenannten „Löcher“, oder auch „Defektelektronen“ genannt. Das sind Stellen, wo eigentlich ein Elektron sein sollte, aber keines ist, weil es dem Material entzogen wurde. Diese Löcher verhalten sich ebenso wie Elektronen, nur dass sie positiv geladen sind. Eine größere Ansammlung von Löchern wirkt als positiv geladene elektrische Spannung. Löcher können durch den Halbleiter fließen und somit zum elektrischen Stromfluss beitragen. Viele Löcher können ebenfalls aufgestaut und verdichtet werden und eine elektrische Spannung erzeugen.

Elektronenüberschuss am Minuspol und Löcherüberschuss am Pluspol, gezeigt am Beispiel einer Batterie. Rote Kreise mit Minuszeichen symbolisieren ein Elektron, blaue Kreise mit Pluszeichen ein Loch.

Ein Überschuss an Löchern ist gleichbedeutend mit einem Mangel an Elektronen, und umgekehrt. Also liegt am Minuspol einer Strom- bzw. Spannungsquelle ein Eletronenüberschuss (= Löchermangel) vor und am Pluspol ein Löcherüberschuss (= Elektronenmangel).

 

Wissensdurst: Spannung, Strom und Moleküle

Wissensdurst: Hüpftransport von Molekül zu Molekül


2012 by OES, Johannes Widmer