La concentración de portadores es el número de electrones disponibles para pasar a través de un semiconductor . Un semiconductor es un dispositivo electrónico que conduce la electricidad cuando se aplica una fuente de energía. Los materiales cristalinos o amorfos o no cristalinos se fabrican para formar material semiconductor. Se pueden agregar trazas de moléculas metálicas, llamadas dopantes, para proporcionar electrones adicionales para el transporte de corriente eléctrica.

Los paneles solares tienen celdas de silicio amorfo conectadas a circuitos eléctricos.

Una molécula está formada por un núcleo central rodeado por anillos o capas de electrones que están en constante movimiento. Algunos materiales, llamados donantes, tienen un electrón relativamente alejado del núcleo que puede desprenderse por las corrientes eléctricas o la luz solar. Diferentes moléculas, llamadas aceptoras, carecen de un electrón en la capa exterior y pueden tomar electrones libres que estén presentes. Un semiconductor utiliza moléculas donantes y aceptoras colocadas en material cristalino o amorfo. Los espacios para electrones en los materiales aceptores se denominan a menudo huecos.

El silicio , tanto cristalino como amorfo, se usa comúnmente para semiconductores. Puede transmitir algunos electrones como material puro a diferentes temperaturas. Esto se conoce como concentración de portador intrínseco. El silicio puro rara vez se usa como semiconductor porque la concentración intrínseca es bastante baja. Otros materiales, como el germanio o el carburo de silicio, tienen una mayor concentración de portador intrínseco y se pueden utilizar como semiconductores puros.

Pequeñas cantidades de dopantes pueden cambiar las propiedades de un semiconductor y permitir el flujo de electrones con menos resistencia. La medición de la capacidad de electrones para semiconductores dopados se conoce como concentración de portador extrínseco. Este valor se utiliza para calcular las propiedades eléctricas del semiconductor en un circuito electrónico. Los cambios en la concentración de portadores derivados del control del dopaje afectarán las propiedades eléctricas del semiconductor.

Un semiconductor contiene tres secciones. La banda de conducción es un material dopado con trazas de moléculas que tienen un exceso de electrones. El material de brecha, normalmente un material puro sin dopaje, se coloca en el medio. La última capa es la capa de valencia, donde el material está dopado con trazas de moléculas que carecen de electrones.

Hay muchos usos comunes para los semiconductores distintos de los dispositivos electrónicos. Los paneles solares están compuestos por celdas de silicio amorfo conectadas a circuitos eléctricos. La energía de la luz solar libera electrones en la banda de conducción que pasa a través de los semiconductores de silicio y crea una corriente eléctrica. La electricidad creada a partir de paneles solares se utiliza normalmente para cargar los bancos de baterías para su uso posterior.

Los diodos emisores de luz, o LED, son dispositivos comunes que se utilizan para iluminar hogares, negocios y vehículos. Una corriente eléctrica activa un semiconductor que contiene dopantes que dan luz visible cuando los electrones pasan a través de ellos. Los LED generan muy poco exceso de calor, son energéticamente eficientes y tienen una larga vida útil.