Cos’è l’effetto fotovoltaico?

E’ un principio completamente naturale che avviene nel momento in cui la radiazione solare passa attraverso un materiale semiconduttore, nel nostro caso il silicio cristallino, di cui è costituito il pannello fotovoltaico, anche se le moderne tecnologie stanno studiando anche l’utilizzo di una lega tra cadmio e tellurio.

Il Silicio è un elemento presente in natura in quantità elevate, (il secondo sulla superficie terrestre dopo l’ossigeno) è un ottimo semiconduttore, e in base alla sua struttura cristallina si distingue in silicio monocristallino o policristallino, mentre se non ha struttura prende il nome di Silicio amorfo. Questo materiale è ciò di cui è costituita la cella solare.

Quando i fotoni della radiazione solare, particelle di massa a carica nulla, attraversano una cella fotovoltaica, spezzano i legami  presenti tra gli elettroni del silicio, che possono muoversi liberamente, lasciando delle posizioni libere, chiamate lacune, che agiscono come cariche positive. Dunque, una parte della cella fotovoltaica presenta un eccesso di cariche negative, gli elettroni, mentre l’altra parte presenta cariche positive, le lacune, producendo un campo elettrico interno alla struttura del semiconduttore, che fa muovere i due elementi in posizione opposte generando una tensione tra il lato positivo e quello negativo (corrispondono a i due lati del modulo fotovoltaico, quello esposto al sole e quello a diretto contatto con il luogo di installazione).

La magia sta nel fatto che, collegando le due parti con dei fili a un carico, come per esempio una lampadina, si genera una tensione alle sommità del carico stesso, producendo corrente elettrica, che viene trattata tramite drogaggio (all’interno delle due parti della cella fotovoltaica) per convertire la radiazione solare in energia elettrica.        

Cos’è un impianto fotovoltaico?

L’impianto fotovoltaico è un sistema che sfrutta le radiazioni solari per generare corrente elettrica continua tramite l’effetto fotovoltaico. Trasformata in corrente alternata, tramite un inverter, può essere utilizzata per alimentare gli apparecchi elettrici della nostra casa (lavastoviglie, scaldabagno, forno elettrico, tv, aspirapolvere).

L’impianto fotovoltaico è costituito da piccole celle fotovoltaiche, realizzate in silicio amorfo, mono o policristallino, caratterizzate da piccole strisce argentate sulla superficie, ovvero i contatti chimici per la connessione in serie di più celle, atte a formare un modulo fotovoltaico. E’ proprio l’unione di più moduli a formare l’impianto fotovoltaico.

Cosa sono i pannelli fotovoltaici monocristallini, policristallini, in silicio amorfo o in film sottile?

• I pannelli fotovoltaici monocristallini sono costituiti da celle omogenee di silicio, tagliate da lingotti estratti in natura. Questa tipologia presenta un costo più elevato, in quanto, il silicio si trova in natura in quantità elevate, ma non allo stato libero;
• i pannelli fotovoltaici policristallini sono, invece, generati dagli scarti del taglio dei lingotti monocristallini. E’ un silicio meno omogeneo, ma di prestazioni simili e di costo contenuto;
• i pannelli fotovoltaici in Film Sottile sono costruiti con strati sottili di silicio che ne abbattono i costi, trovano una vasta applicazione sulle superfici flessibili e sono particolarmente adatti all’integrazione architettonica o negli edifici soggetti a restrizioni o vincoli ambientali;
• i pannelli in silicio amorfo sono costituiti da una lastra trasparente di silicio amorfo (privo di struttura) trattato chimicamente per aumentare la conducibilità. Per questo motivo, sono la soluzione più economica tra i pannelli fotovoltaici, ma presentano un basso rendimento termico.

Partner di riferimento: