I pannelli fotovoltaici a film sottile (thin film) sono un tipo di tecnologia solare che utilizza materiali sottili e leggeri per catturare e convertire l’energia solare in elettricità. Questi pannelli differiscono dalla tecnologia tradizionale dei moduli fotovoltaici cristallini, che utilizzano strati spessi di silicio.
Ciò che differenzia le celle solari a film sottile da quelle monocristalline e policristalline è che il film sottile può essere realizzato utilizzando materiali diversi.
Esistono 3 tipi di celle solari a film sottile:
- Film sottile di silicio amorfo (a-Si).
Questo tipo di film sottile è costituito da silicio amorfo (a-Si), che è un silicio non cristallino che li rende molto più facili da produrre rispetto alle celle solari mono o policristalline.
- Film sottile di tellururo di cadmio (CdTe).
Questo è il secondo tipo di cella solare più utilizzata al mondo dopo le celle cristalline.
A differenza delle celle solari a-Si, questo tipo è costituito da uno speciale composto chimico chiamato Tellururo di cadmio, che è molto efficace nel catturare la luce solare e convertirla in energia.
Tuttavia, le celle solari CdTe presentano alcuni inconvenienti come:
- Rarità: il tellurio è molto raro da trovare, il che rende difficile la produzione di massa
- Tossicità: il cadmio è uno degli elementi più tossici al mondo, quindi richiede precauzioni speciali per trattare questo componente tossico
- Seleniuro di rame, indio e gallio (CIGS)
Infine, l’ultimo tipo di celle a film sottile sono i pannelli solari CIGS.
Queste celle sono realizzate posizionando strati di rame, indio, gallio e seleniuro uno sopra l’altro per creare un potente semiconduttore in grado di convertire efficacemente la luce solare in energia.
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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%.
Come sono fatti i pannelli fotovoltaici thin film
come dice la parola sono prodotti utilizzando uno strato di film sottile . Usano pochissimo silicio per la realizzazione delle celle solari, il che facilita la riduzione dei costi. Allo stesso tempo, non è solo un prodotto energetico ad alta efficienza, ma anche un nuovo tipo di materiale da costruzione, più facile da integrare perfettamente con gli edifici perchè flessibili e leggeri. Possono anche essere usati in mobilità, su camper barche, van, biciclette, perchè leggerissimi.
Puoi facilmente riconoscere questo tipo di pannelli solari dal loro aspetto sottile, ogni strato ha uno spessore di solo 1 micron (un milionesimo di metro), ovvero più sottile di un capello umano. Il modulo solare non ha uno spessore di 1 micron , ogni pannello è infatti costituito da più strati di pellicola sottile.
Nel contesto della continua carenza di materie prime di silicio sul mercato internazionale, le celle solari a film sottile sono diventate una nuova tendenza e un nuovo punto di arrivo nello sviluppo del mercato fotovoltaico internazionale.
Il principio di generazione dell’energia è simile a quello del silicio cristallino. Quando la luce solare colpisce la cella solare essa energia luminosa per generare coppie elettrone-lacuna fotogenerate. Sotto l’azione del campo elettrico incorporato nella cella, gli elettroni e le lacune fotogenerate vengono separati e le lacune si spostano verso P. Sul lato, gli elettroni si spostano verso il lato N, formando una forza foto elettromotrice e quando il circuito esterno è acceso, viene generata una corrente.
Rendimento pannelli thin film
è un po’ il tallone di Achille di questo tipo di prodotti. Le celle a film sottile hanno un rendimento compreso tra il 10% e il 15% . Quelli a silicio cristallino tra il 15 ed il 23%. Cosa significano questi numeri? Che a parità di condizioni atmosferiche un pannello a silicio cristallino produce in proporzione piú energia elettrica e se sommiamo questi valori per 365 giorni le differenze possono essere marcate.
Pannelli Thin Film VS pannelli cristallini
La scelta tra pannelli a film sottile e cristallini dipende dalle esigenze specifiche dell’utente e dalle condizioni di installazione. Se la flessibilità, leggerezza e i costi sono prioritari, i pannelli a film sottile possono essere una scelta migliore. Ad esempio vengono usati su barche oppure in sistemi di pannelli fotovoltaici per camper, visto che sono leggeri e trasportabili facilmente.
Se si cerca un rendimento elevato e una durata più lunga, i pannelli cristallini sono spesso la scelta preferita. La tecnologia solare è in continua evoluzione, quindi è sempre una buona idea consultare le ultime ricerche e recensioni prima di prendere una decisione.
Pro moduli film sottile:
- Leggerezza e Flessibilità: I pannelli a film sottile sono generalmente più leggeri e flessibili rispetto ai pannelli cristallini, consentendo una maggiore versatilità di installazione.
- Bassi costi di produzione: La produzione di pannelli a film sottile può essere meno costosa rispetto a quella dei pannelli cristallini.
Contro moduli film sottile:
- Rendimento Inferiore: Tradizionalmente, i pannelli a film sottile hanno avuto un rendimento inferiore rispetto ai pannelli cristallini, anche se questa differenza si sta riducendo con l’avanzare della tecnologia.
- Decadimento più rapido: Alcuni tipi di film sottile possono essere più soggetti a decadimento nel tempo rispetto ai pannelli cristallini.
Pannelli Solari Cristallini:
Tipi principali:
- Mono-cristallini: Fatti da un singolo cristallo di silicio.
- Policristallini: Composti da cristalli multipli di silicio.
Pro moduli fotovoltaici cristallini:
- Rendimento Superiore: In generale, i pannelli cristallini hanno avuto un rendimento più elevato rispetto ai pannelli a film sottile.
- Durata più Lunga: Tendono a avere una vita utile più lunga rispetto ai pannelli a film sottile.
- Miglior rendimento in condizioni di scarsa illuminazione: I pannelli cristallini possono spesso produrre elettricità anche in condizioni di luce diffusa.
Contro moduli fotovoltaici cristallini:
- Costi di Produzione più Elevati: La produzione di pannelli cristallini può essere più costosa rispetto ai pannelli a film sottile.
- Peso e rigidità: I pannelli cristallini sono solitamente più pesanti e rigidi, limitando le opzioni di installazione.
Prezzo pannelli fotovoltaici THIN FILM
I pannelli a film sottile hanno un costo che varia tra 0,50 e 0,90 euro per watt di potenza installata. Ad esempio, un pannello da 100 watt potrebbe costare tra 50 e 100 euro euro.
Pannelli fotovoltaici sottili per l’integrazione architettonica
per la loro flessibilità leggerezza e “adattabilità” i pannelli thin film possono ben integrarsi in tetti, superfici irregolari, tonde, arcuate, bombate. Insomma possono avvolgere un tetto, una serra, insomma qualsiasi elemento di un edificio esposto al sole.
Possiamo quindi realizzare un sistema fotovoltaico utilizzando pannelli cristallini in parti piane e regolari e thin film in zone irregolari. Il tutto per aumentare la produzione di energia elettrica.
