In un modulo fotovoltaico, una cella solare funge da elemento semiconduttore cruciale, responsabile della rapida conversione della luce in energia elettrica , producendo tensione e corrente continua.
Le celle solari al silicio sono realizzate collegando gli atomi di silicio per formare un reticolo cristallino, fornendo una struttura ben strutturata che aumenta l'efficienza della conversione della luce in elettricità.
Le celle solari, note anche come celle fotovoltaiche, sono progettate principalmente per convertire la luce in elettricità. Sebbene non siano solitamente utilizzate per rilevare altre radiazioni elettromagnetiche o misurare l'intensità della luce, la loro funzione primaria è quella di generare energia elettrica dalla luce solare.
Le celle solari vengono comunemente raggruppate per creare moduli solari, e questi moduli vengono ulteriormente combinati per formare unità più grandi come pannelli solari e array solari , che consentono la generazione di una notevole quantità di energia elettrica dalla luce solare.
Tipi di celle solari
Esistono tre tipi distinti di celle solari, ognuno con caratteristiche uniche.
1. Celle solari di prima generazione
Circa il 90% delle celle solari mondiali è prodotto utilizzando wafer di silicio cristallino (c-Si). Questi wafer si ottengono tagliando grandi lingotti cresciuti in laboratori meticolosamente puliti , con un processo che può richiedere fino a un mese per essere completato. I lingotti possono essere costituiti da singoli cristalli , noti come monocristallini o mono-Si, oppure da più cristalli, denominati policristallini, multi-Si o poly c-Si.
2. Celle solari di seconda generazione
Le celle solari classiche sono wafer relativamente sottili, che in genere misurano una frazione di millimetro di spessore (circa 200 micrometri o 200 µm). Tuttavia, le celle di seconda generazione, note anche come celle solari a film sottile o fotovoltaico a film sottile, sono incredibilmente sottili, circa 100 volte più sottili, con uno spessore di diversi micrometri o milionesimi di metro.
Sebbene alcune di queste celle siano ancora realizzate in silicio, utilizzano una forma diversa chiamata silicio amorfo (a-Si) , in cui gli atomi sono disposti in modo casuale anziché avere una struttura cristallina regolare. Inoltre, per la produzione di celle solari di seconda generazione vengono utilizzati anche altri materiali come il tellururo di cadmio e il diseleniuro di rame, indio e gallio.
3. Celle solari di terza generazione
Le più recenti tecnologie per le celle solari combinano le caratteristiche vantaggiose sia delle celle di prima che di seconda generazione. Analogamente alle celle di prima generazione, presentano un'efficienza relativamente elevata, che raggiunge il 30% o più. Tuttavia, come le celle di seconda generazione, è più probabile che vengano prodotte utilizzando materiali diversi dal silicio convenzionale. Questi materiali includono silicio amorfo, polimeri organici, cristalli di perovskite e presentano giunzioni multiple.
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