Una cella è un singolo componente elettrochimico in grado di generare tensione continua trasformando l'energia chimica in energia elettrica . In genere, diverse celle in una batteria sono collegate elettricamente tra loro per ottenere tensioni maggiori. Un altro termine associato è cella fotovoltaica, che rappresenta il più piccolo componente semiconduttore in un modulo fotovoltaico e si occupa della conversione dell'energia luminosa in tensione e corrente continua. È anche nota come cella solare.
Il termine cella di batteria si riferisce all'unità elettrochimica fondamentale, ovvero all'insieme di elettrodi, separatori, elettrolita, contenitore e terminali, che funge da fonte di energia elettrica convertendo direttamente l'energia chimica.
Una cella fotovoltaica (FV) è una forma di raccolta di energia che utilizza l'effetto fotovoltaico per trasformare l'energia solare in energia utilizzabile. Le celle fotovoltaiche sono disponibili in diverse forme e dimensioni, ma si basano sempre su semiconduttori che interagiscono con i fotoni solari per produrre una corrente elettrica.
Quali sono gli strati di una cella fotovoltaica?
Una cella fotovoltaica è composta da numerosi strati di materiali, ognuno dei quali svolge una funzione specifica. Lo strato semiconduttore, appositamente preparato, è il più importante in una cella solare. È costituito da due strati distinti (di tipo p e di tipo n) ed è ciò che effettivamente sfrutta l' effetto fotovoltaico per trasformare l'energia solare in energia utilizzabile.
Uno strato di materiale conduttore raccoglie l'elettricità generata su entrambi i lati del semiconduttore. Va notato che il lato anteriore o illuminato della cella deve impiegare i conduttori con parsimonia per evitare di bloccare troppa radiazione solare dal raggiungere il semiconduttore. Al contrario, il lato posteriore o ombreggiato può permettersi di essere completamente rivestito nel conduttore.
Il rivestimento antiriflesso è l'ultimo strato, applicato solo sul lato della cella esposto alla luce. A causa della riflettività intrinseca dei semiconduttori, la perdita per riflessione può essere considerevole . Riduci la quantità di radiazione solare riflessa dalla superficie della cella applicando uno o più strati di rivestimento antiriflesso.
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Le celle solari sono efficienti?
Le celle solari sono altamente efficienti. Poiché numerosi elementi influenzano l'efficienza delle celle solari, quest'ultima rappresenta un fattore determinante nella progettazione. Il fattore principale è che i semiconduttori al silicio non riescono a convertire in elettricità nemmeno un quarto dell'energia solare che raggiunge la Terra.
L'energia minima del fotone, o energia del band-gap, è richiesta dalla fisica dei semiconduttori per rimuovere un elettrone da una struttura cristallina. Un fotone diventa energia termica quando la sua energia scende al di sotto del band-gap. L'energia del band-gap per il silicio è di 1.12 elettronvolt.
