Web-Animation: Diffusion und Drift (Analogiemodell zur Solartechnik)

Die Animation stellt den Gegensatz von Diffusions- und Driftbewegungen dar. Diffusion lässt sich als zufällige Bewegung und Drift als gerichtete Bewegung verstehen. Beide Bewegungen können sich überlagern.

Drift und Diffusion kommen beispielsweise in Solarzellen vor. Die Löcher und Elektronen bewegen sich aufgrund von Wärme zufällig durch das Halbleitermaterial. Das elektrische Feld in der Raumladungszone bewirkt einen Drift. Drift und Diffusion bewirken mengenmäßig unterschiedliche Verteilung von Elektronen und Löchern. Diese unterschiedliche Verteilung macht sich als Spannung an den Kontakten bemerkbar.

In Solarzellen haben Löcher und freie Elektronen eine statistisch begrenzte Lebensdauer (Zeit zwischen Generation und Rekombination). Lebensdauer und Generationsrate haben einen Einfluss darauf, wie hoch die Ungleichverteilung und die resultierende Spannung ist.

Wichtiger Hinweis: Es handelt sich um ein reines Analogiemodell. Es zeigt, wie Drift und Diffusion eine räumliche Ungleichverteilung von Teilchen bewirken kann. Es wird daher bewusst von “Kugeln” gesprochen und nicht von Teilchen. Man könnte das Modell auch mit echten Kugeln darstellen. Die Raumladungszone wäre dann z.B. ein Gefälle oder ein Bereich mit einem Luftzug.

Weiterer Hinweis: Eine Diffusionsbewegung ist in der Wirklichkeit keine geradlinige Bewegung. Die Bewegungsrichtung kann sich in der Wirklichkeit ständig ändern.

Anforderungen

PlattformPC/Mac bzw. Tablet
Auflösung (min)1280 x 720

Quellen

Die Codes wurden fast ausschließlich von ChatGPT geschrieben.

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