Prąd dryfowy i prąd dyfuzyjny to terminy używane do opisu ruchu nośników ładunku w różnych kontekstach, szczególnie w półprzewodnikach i ogniwach słonecznych.
Prąd dryfowy oznacza ruch nośników ładunku (elektronów lub dziur) pod wpływem pola elektrycznego. W półprzewodnikach, gdy na materiał przyłożone jest pole elektryczne, wolne elektrony (typ n) lub dziury (typ p) poruszają się w odpowiedzi na to pole.
Ruch ten stanowi prąd dryftowy, który przyczynia się do przewodności elektrycznej i jest niezbędny do działania urządzeń takich jak diody i tranzystory.
Z drugiej strony prąd dyfuzyjny powstaje w wyniku gradientu stężeń nośników ładunku w materiale półprzewodnikowym. W złączu półprzewodnikowym lub ogniwie słonecznym zazwyczaj występuje różnica w stężeniu nośnika między obszarami typu p i typu n lub między obszarami o różnych poziomach domieszkowania.
Prąd dyfuzyjny występuje, gdy nośniki przemieszczają się z obszarów o większym stężeniu do obszarów o niższym stężeniu, starając się wyrównać gęstość nośników. W ogniwach słonecznych prąd dyfuzyjny odgrywa kluczową rolę w generowaniu fotoprądu podczas absorpcji fotonów, tworząc pary elektron-dziura, które przyczyniają się do przepływu prądu elektrycznego.
W kontekście ogniw słonecznych zarówno prąd dryftowy, jak i dyfuzyjny mają udział w całkowitym fotoprądzie generowanym przez urządzenie.
Prąd dyfuzyjny jest zazwyczaj większy niż prąd dryfu w ogniwach słonecznych, ponieważ jest napędzany gradientami stężeń nośnika utworzonymi przez właściwości materiału i poziomy domieszkowania. Tymczasem prąd dryfu zależy od przyłożonego pola elektrycznego w strukturze ogniwa słonecznego i ma udział w całkowitym prądzie generowanym podczas oświetlenia.
Różnica między ruchem dryfowym a ruchem rozproszonym nośników ładunku polega na ich siłach napędowych i mechanizmach.
Ruch dryfu następuje w odpowiedzi na przyłożone zewnętrznie pole elektryczne, powodując, że nośniki poruszają się w sposób ukierunkowany wzdłuż kierunku pola. Natomiast ruch rozproszony wynika z przypadkowego ruchu termicznego nośników w materiale, co prowadzi do ich przemieszczania się z obszarów o większym stężeniu do niższego stężenia, niezależnie od obecności pola elektrycznego.
Zarówno ruchy dryfowe, jak i rozproszone mają fundamentalne znaczenie dla zrozumienia zachowania nośników ładunku w półprzewodnikach i ich zastosowań w urządzeniach takich jak ogniwa słoneczne, gdzie wydajna konwersja światła na energię elektryczną opiera się na tych mechanizmach.