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Es wird ein reversibler Energiespeicher beansprucht, der aus einem Dielektrikum besteht, welches bei sehr hohem spezifischen Widerstand und hoher Durchschlagsfeldstärke gleichzeitig eine hohe Dielektrizitätskonstante aufweist. An dieses Dielektrikum sind an je einer Seite eine hoch dotierte n-Siliziumschicht sowie eine hoch dotierte p-Siliziumschicht flächig kontaktiert, welche Ladungsträgerkonzentrationen von 1016 bis 1021 pro cm3 aufweisen. An die andere Seite der hoch dotierten n-Siliziumschicht ist eine niedrig dotierte p-Siliziumschicht flächig kontaktiert, an die andere Seite der hoch dotierten p-Siliziumschicht ist eine niedrig dotierte n-Siliziumschicht flächig kontaktiert. An die gegenüber liegenden Seiten der niedrig dotierten Siliziumschichten ist je ein Stromsammler, ohmsche Kontakte bildend, flächig kontaktiert. Beim Laden werden in den niedrig dotierten Siliziumschichten unter dem Einfluss des dort herrschenden hohen elektrischen Feldes durch den Übergang von Elektronen aus dem Valenzband in das Leitungsband Elektronen-Loch-Paare erzeugt. Die Ladungsträger werden unter dem Feldeinfluss getrennt und wandern zu den entgegengesetzt geladenen Komponenten. Unter dem Einfluss der herrschenden Potenzialunterschiede werden in der hoch dotierten n-Siliziumschicht Elektronen angesammelt, in der hoch dotierten p-Siliziumschicht werden Löcher, der Anzahl der Elektronen entsprechend, akkumuliert. Aufgrund der Debye-Abschirmung verursachen die im Volumen der hoch dotierten Siliziumschichten gespeicherten Überschussladungen keinen größeren Spannungsanstieg im Gegensatz zu den Verhältnissen bei einem konventionellen Kondensator mit reiner Oberflächenladungsspeicherung. Als Dielektrikum werden Siliziumdioxid, Siliziumnitrid oder Materialien der Formel Sb1-xAsxSI, wobei Sb für Antimon, As für Arsen, S für Schwefel und I für Iod stehen und x Werte von 0,15 bis 0,25 annimmt, eingesetzt. Wegen des hohen Potenzialgefälles sind sehr hohe Energiedichten möglich, rein rechnerisch mehrere Kilowattstunden pro Liter. |
