Il silicio amorfo è stato preparato da Walter Spear e Peter LeComber a Dundee, in Scozia, intorno al 1973. Hanno utilizzato una scarica luminosa in gas silano (SiH4) e il prodotto finale aveva proprietà elettroniche insolitamente impressionanti e buone. I pannelli solari amorfi vengono creati depositando sottili strati di silicio fotovoltaico su un substrato adatto. Bene, parlando di loro perché non dare un'occhiata ai vantaggi e agli svantaggi dei pannelli solari amorfi? Poiché quelli economici sollevano la questione se i pannelli solari amorfi siano buoni.
Cosa sono i pannelli solari amorfi?
Solitamente, le celle solari sono realizzate con cristalli di silicio utilizzando diverse tecniche. Le celle solari in silicio amorfo (a-Si) rappresentano la forma allotropica non cristallina del silicio semiconduttore. Grazie all'elevata capacità di assorbimento, il silicio amorfo può essere utilizzato in celle solari con spessori molto ridotti, generalmente circa 100 volte inferiori rispetto al silicio cristallino. Oltre alle celle solari a-Si di base, esistono anche celle solari amorfo drogato con idrogeno.
Struttura chimica dei pannelli solari amorfi
Si tratta di un metalloide tetravalente con coordinazione quadrupla, legato tetraedricamente agli atomi di silicio adiacenti. Nelle celle solari al silicio amorfo, questa struttura non è continua e i suoi atomi sono disposti in modo casuale. Alcuni di questi atomi presentano legami pendenti, causando un comportamento anomalo della corrente elettrica. Passivando il materiale con idrogeno, è possibile ridurre questo comportamento anomalo della corrente elettrica. In questo modo si ottiene il silicio amorfo idrogenato.
Quali sono i vantaggi e gli svantaggi dei pannelli solari amorfi?
Le celle solari in silicio amorfo sono uno dei tipi più vecchi di celle a film sottile. Grazie alla loro convenienza e flessibilità, vengono utilizzate in molti sistemi di pannelli solari. Nonostante ciò, i pannelli solari in silicio amorfo presentano alcuni pro e contro che devono essere considerati.
Quali sono i vantaggi dei pannelli solari amorfi?
Con uno spessore di circa 1 micrometro, questi pannelli solari appartengono alla categoria di pannelli solari di seconda generazione. Alcuni vantaggi dei pannelli solari amorfi sono:
1. Costruzione più economica e durevole
Grazie all'utilizzo di una frazione di silicio nella produzione delle celle solari in silicio amorfo, la loro fabbricazione risulta considerevolmente più economica. Inoltre, materiali come vetro, plastica o acciaio inossidabile vengono utilizzati come substrati per questi pannelli. Questi materiali sono più economici e facilmente reperibili. I pannelli in silicio amorfo sono più resistenti rispetto a quelli in silicio cristallino e un eventuale danno in una parte non influisce in modo significativo sulla produzione di energia complessiva.
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2. Flessibile, versatile e leggero
Grazie alla loro elevata flessibilità, questi pannelli trovano impiego in svariati ambiti. Sono inoltre estremamente versatili, funzionando agevolmente anche in condizioni di scarsa illuminazione e risultando meno sensibili al calore. I pannelli amorfi sono i più leggeri sul mercato. La loro struttura leggera e flessibile li rende facili da avvolgere attorno a superfici curve, offrendo anche opzioni come pannelli solari pieghevoli e arrotolabili.
Inoltre, con il processo roll-to-roll è possibile personalizzare le dimensioni, la tensione e la forma, nonché la corrente e la potenza.
3. Innovativo
A differenza di altri pannelli solari, i pannelli solari in silicio amorfo sono disponibili in forme rotonde, esagonali, quadrate e altre forme complesse. Hanno un elevato potenziale innovativo e, grazie ai nuovi e migliori progressi tecnologici, si aprono maggiori possibilità di integrazione in diversi ambiti della vita quotidiana. Una versione speciale dei pannelli solari amorfi è ottimizzata per le fonti di luce interne e può offrire prestazioni superiori rispetto ai pannelli cristallini. E con il miglioramento delle tecnologie, questa caratteristica sarà ulteriormente potenziata. Per conoscere i vantaggi e gli svantaggi dei pannelli solari amorfi, è necessario analizzare a fondo anche questi ultimi.
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Quali sono gli svantaggi dei pannelli solari amorfi?
La loro convenienza è una caratteristica esclusiva, ma i minori costi di produzione comportano i seguenti svantaggi.
1. Durata della vita
Questi pannelli solari hanno una durata di vita molto breve rispetto ad altri tipi di pannelli solari. Mentre i pannelli solari monocristallini e policristallini durano un minimo di 20-25 anni, i pannelli solari amorfi durano solo 2-3 anni . I pannelli solari amorfi sono fortemente soggetti a degradazione indotta dalla luce, degradazione indotta dal potenziale e degradazione legata all'età, con conseguente breve durata di vita.
2. Minore efficienza
I pannelli solari amorfi sono i meno efficienti tra i tipi di pannelli solari disponibili . L'efficienza media di questi pannelli si aggira intorno al 7%, mentre i pannelli monocristallini e policristallini raggiungono un'efficienza superiore al 20%. La degradazione indotta dalla luce è un grave svantaggio delle celle solari in silicio amorfo drogato con idrogeno.
3. Requisiti di spazio
Pannelli meno efficienti significano una minore produzione di energia solare. Questa potrebbe non essere sufficiente a soddisfare il fabbisogno energetico della tua abitazione. Pertanto, è necessario installare un numero maggiore di pannelli nell'impianto fotovoltaico. Per questo, è necessaria un'ampia superficie.
I pannelli solari amorfi sono validi?
In termini di efficienza e durata, i pannelli solari amorfi non sono affidabili e sostenibili . Sebbene siano molto più economici dei pannelli solari monocristallini e policristallini , questo rappresenta anche uno svantaggio. Pannelli solari meno efficienti significano bassa produttività e, per soddisfare il fabbisogno energetico, sono necessari più pannelli e una maggiore superficie per installarli.
Attualmente, i pannelli solari amorfi rappresentano un'opzione valida per chi desidera realizzare un progetto fai-da-te o un impianto fotovoltaico di piccole dimensioni . Tuttavia, data la loro disponibilità limitata, reperirli può risultare difficile. Pertanto, se state cercando un impianto fotovoltaico da installare sul tetto, vi consigliamo di rivolgervi a un installatore locale specializzato in impianti solari per trovare soluzioni migliori e più efficienti. I pannelli solari amorfi sono validi? La risposta a questa domanda è piuttosto chiara dopo aver analizzato i vantaggi e gli svantaggi di questi pannelli.
Che cos'è l'efficienza del pannello solare amorfo?
I pannelli solari amorfi sono i meno efficienti e quelli drogati con idrogeno sono altamente suscettibili al degrado indotto dalla luce. L'efficienza di questi pannelli si aggira intorno al 6-7% . Rispetto ai pannelli solari standard, i pannelli amorfi producono elettricità a circa un terzo della velocità. Anche investendo ulteriormente in questi pannelli, il loro limite di efficienza teorica è intorno al 15%, che è comunque inferiore alla media dei pannelli solari.
Qual è la durata di vita di un pannello solare amorfo?
La durata media dei pannelli solari amorfi varia dai 2 ai 3 anni. L'impatto continuo sulle prestazioni dovuto alla degradazione indotta dalla luce (LID) e alla bassa efficienza dovuta ai materiali più economici si traduce in una riduzione degli anni di funzionamento di questi pannelli.
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A cosa servono i pannelli solari amorfi?
I pannelli solari in silicio amorfo non vengono utilizzati solo come pannelli solari per tetti, ma sono preferiti anche per una vasta gamma di applicazioni grazie alla loro flessibilità. Alcune delle applicazioni più comuni e probabili dei pannelli solari in silicio amorfo sono o saranno per alimentare i seguenti dispositivi.
- Calcolatrici
- Edifici fuori rete e luoghi simili con basso fabbisogno energetico
- Luci da esterno
- Piccoli e portatili gadget come e-reader e caricabatterie solari per telefoni
- Orologi e accessori per abbigliamento
- Finestre con gradienti trasparenti
Bene, oggi hai imparato i vantaggi e gli svantaggi dei pannelli solari amorfi e le ragioni dietro i loro inconvenienti. A cosa servono i pannelli solari amorfi? La loro applicazione non è limitata ai pannelli solari sui tetti e nel prossimo futuro è probabile che vengano installati anche nei vestiti. È tempo di condividere le informazioni con i tuoi amici e familiari per aumentare la consapevolezza e la conoscenza al riguardo.
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