I vari tipi di Pannelli Fotovoltaici dal Silicio al Thin Film
Per la produzione di pannelli solari fotovoltaici si usa una tecnologia molto avanzata e complessa che è molto differente da quella impiegata nei pannelli solari termici. Il funzionamento dei moduli è basato sull’effetto fotovoltaico che si verifica quando materiali semiconduttori opportunamente trattati, convertono la radiazione solare in energia elettrica.
Processo di fabbricazione di base :
1 – In un foglio di materiale semiconduttore puro i chimici introducono degli elementi denominati “droganti” che fanno sì che ci sia un eccesso di elettroni nel semiconduttore . Processo N.
2 – In un altro foglio di materiale semiconduttore si fa lo stesso processo, ma questa volta con un’altra sostanza che provoca una mancanza di elettroni. Processo P.
3 – Ora accade che gli elettroni si muovano dalla parte in eccesso N, a quella dove sono mancanti P. Ciò produce un campo elettrico .
Questo è il funzionamento a grandi linee.
Ci sono diversi tipi di pannelli solari basati su diversi materiali semiconduttori e metodi di produzione impiegati. I tipi di pannelli solari che si possono trovare sul mercato sono:
– Puro silicio monocristallino – prodotti sulla base di sezioni di una canna di silicio cristallino puro in un unico pezzo. In laboratorio hanno raggiunto rese massime del 25%;
– puro silicio policristallino – i materiali sono simili a quelli del tipo sopra menzionato, ma in questo caso il processo di cristallizzazione del silicio è diverso. I pannelli policristallini sono basati su sezioni di una canna di silicio strutturata come piccoli cristalli disordinati. Essi sono riconoscibili per la superficie che un aspetto sgranato. Hanno performance minori ma prezzi più bassi.
I moduli al silicio cristallizzato hanno un notevole spessore. Impiegando un’altra struttura di silicio o altri materiali semiconduttori si possono ottenere pannelli più sottili e versatili che permettono l’adattamento a superfici irregolari. Si chiamano pannelli a film sottile che si dividono in:
– in silicio amorfo – (TFS), anche qui sulla base di silicio, ma a differenza dei due precedenti, questo materiale non segue alcuna struttura cristallina. Pannelli di questo tipo sono comunemente utilizzati per piccoli dispositivi elettronici (calcolatrici, orologi), in piccoli pannelli portatili. La loro performance di picco in laboratorio è stata del 13% e con i moduli commerciali dell’ 8%.
– tellururo di cadmio – Performance Laboratory 16% e moduli commerciali 8%
– gallio – Uno dei materiali più efficienti. presenta rendimenti di laboratorio del 25,7% e commerciali del 20%
– Indio diselenide rame – le rese di laboratorio sono vicino al 17% e i moduli commerciali al 9%
Esistono anche moduli a doppia giunzione Tandem che utilizzano siano tecnologia thin film che a silicio cristallino. Poiché ogni tipo di materiale occupa solo una parte dello spettro della radiazione elettromagnetica, combinando due o tre tipi di materiali è possibile sfruttare una parte maggiore della stessa. Con questo tipo di pannelli si raggiungono rese del 35%.
