Corrente de deriva e corrente de difusão são termos usados para descrever o movimento de portadores de carga em diferentes contextos, particularmente em semicondutores e células solares.
A corrente de deriva refere-se ao movimento de portadores de carga (elétrons ou buracos) sob a influência de um campo elétrico. Nos semicondutores, quando um campo elétrico é aplicado ao material, elétrons livres (no tipo n) ou buracos (no tipo p) se movem em resposta a esse campo. Esse movimento constitui corrente de deriva, que contribui para a condutividade elétrica e é essencial para o funcionamento de dispositivos como diodos e transistores.
A corrente de difusão, por outro lado, surge devido ao gradiente de concentração dos portadores de carga dentro de um material semicondutor. Em uma junção semicondutora ou célula solar, normalmente há uma diferença na concentração de portadores entre as regiões do tipo p e do tipo n ou entre regiões com diferentes níveis de dopagem. A corrente de difusão ocorre à medida que os portadores se movem de regiões de maior concentração para regiões de menor concentração, buscando equalizar a densidade dos portadores. Nas células solares, a corrente de difusão desempenha um papel crucial na geração de fotocorrente quando os fótons são absorvidos, criando pares elétron-buraco que contribuem para o fluxo da corrente elétrica.
No contexto das células solares, tanto as correntes de deriva quanto as de difusão contribuem para a fotocorrente geral gerada pelo dispositivo. A corrente de difusão é normalmente maior que a corrente de deriva nas células solares porque é impulsionada pelos gradientes de concentração de portadores criados pelas propriedades do material e pelos níveis de dopagem. A corrente de deriva, por sua vez, depende do campo elétrico aplicado dentro da estrutura da célula solar e contribui para a corrente total gerada sob iluminação.
A diferença entre o movimento de deriva e o movimento difuso dos portadores de carga reside nas suas forças e mecanismos motrizes. O movimento de deriva ocorre em resposta a um campo elétrico aplicado externamente, fazendo com que os portadores se movam de maneira direcionada ao longo da direção do campo. O movimento difuso, por outro lado, resulta do movimento térmico aleatório dos portadores dentro de um material, o que leva ao seu movimento de áreas de maior concentração para áreas de menor concentração, independentemente da presença de um campo elétrico. Tanto a deriva quanto os movimentos difusos são fundamentais para a compreensão do comportamento dos portadores de carga em semicondutores e suas aplicações em dispositivos como células solares, onde a conversão eficiente de luz em energia elétrica depende desses mecanismos.