Corriente de deriva y corriente de difusión son términos utilizados para describir el movimiento de portadores de carga en diferentes contextos, particularmente en semiconductores y células solares.
La corriente de deriva se refiere al movimiento de portadores de carga (electrones o huecos) bajo la influencia de un campo eléctrico. En los semiconductores, cuando se aplica un campo eléctrico a través del material, los electrones libres (en tipo n) o los huecos (en tipo p) se mueven en respuesta a este campo. Este movimiento constituye una corriente de deriva, que contribuye a la conductividad eléctrica y es esencial para el funcionamiento de dispositivos como diodos y transistores.
Por otra parte, la corriente de difusión surge debido al gradiente de concentración de los portadores de carga dentro de un material semiconductor. En una unión semiconductora o en una célula solar, normalmente hay una diferencia en la concentración de portadores entre las regiones de tipo p y de tipo n o entre regiones con diferentes niveles de dopaje. La corriente de difusión ocurre cuando los portadores se mueven desde regiones de mayor concentración a regiones de menor concentración, buscando igualar la densidad de portadores. En las células solares, la corriente de difusión juega un papel crucial en la generación de fotocorriente cuando se absorben fotones, creando pares electrón-hueco que contribuyen al flujo de corriente eléctrica.
En el contexto de las células solares, tanto las corrientes de deriva como las de difusión contribuyen a la fotocorriente general generada por el dispositivo. La corriente de difusión suele ser mayor que la corriente de deriva en las células solares porque es impulsada por los gradientes de concentración de portadores creados por las propiedades del material y los niveles de dopaje. Mientras tanto, la corriente de deriva depende del campo eléctrico aplicado dentro de la estructura de la célula solar y contribuye a la corriente total generada bajo iluminación.
La diferencia entre el movimiento de deriva y el movimiento difuso de los portadores de carga radica en sus fuerzas y mecanismos impulsores. El movimiento de deriva se produce en respuesta a un campo eléctrico aplicado externamente, lo que hace que los portadores se muevan de manera dirigida a lo largo de la dirección del campo. El movimiento difuso, por otro lado, resulta del movimiento térmico aleatorio de los portadores dentro de un material, lo que conduce a su movimiento desde áreas de mayor concentración a áreas de menor concentración, independientemente de la presencia de un campo eléctrico. Tanto los movimientos de deriva como los difusos son fundamentales para comprender el comportamiento de los portadores de carga en los semiconductores y sus aplicaciones en dispositivos como las células solares, donde la conversión eficiente de la luz en energía eléctrica depende de estos mecanismos.