L'effetto fotovoltaico

L'effetto fotovoltaico si realizza quando un elettrone presente nella banda di valenza di un materiale (generalmente semiconduttore) passa alla banda di conduzione a causa dell'assorbimento di un fotone sufficientemente energetico incidente sul materiale. Il semiconduttore più utilizzato per la realizzazione di celle e moduli fotovoltaici è il silicio.

Il silicio è l'elemento chimico della tavola periodica degli elementi che ha come simbolo Si e come numero atomico il 14. Il silicio è il componente principale di vetro, cemento, semiconduttori, ceramica e silicone. Il silicio elementare trasmette più del 95% di tutte le lunghezze d'onda della luce infrarossa.

Il silicio è un elemento molto utile, ed è vitale per molte industrie. Il silicio ultra-puro è un semiconduttore intrinseco (o puro) e può essere drogato con arsenico, fosforo, gallio o boro per renderlo più conduttivo e utilizzarlo in transistor, pannelli solari o celle solari , e altre apparecchiature a semiconduttori, che sono utilizzate in elettronica e altre applicazioni ad alta tecnologia.

L'uso del silicio nei semiconduttori richiede una purezza più elevata di quella fornita dal silicio di grado metallurgico. Nell'industria solare sono due le tipologie di silicio maggiormente utilizzato:

• Silicio monocristallino, in cui ogni cella è realizzata a partire da un wafer la cui struttura cristallina è omogenea (monocristallo), opportunamente drogato in modo da realizzare una giunzione p-n. Hanno efficienza dell’ordine del 16-17%. Sono tendenzialmente costosi, dato che vengono tagliati da lingotti cilindrici, è difficile ricoprire con essi superfici stese senza sprecare materiale o spazio.
• Silicio policristallino, in cui il wafer di cui sopra non è strutturalmente omogeneo ma organizzato in grani localmente ordinati (policristallo). Con il policristallino si possono produrre celle più economiche, ma meno efficienti (15-16%), il cui vantaggio risiede nella facilità con cui è possibile tagliarli in forme adatte ad essere unite in moduli.

Esiste una terza tipologia di silicio denominato ribbon dal quale si possono ricavare celle preparate da silicio fuso colato in strati piani. Queste celle sono ancora meno efficienti (13.5-15%), ma hanno l’ulteriore vantaggio di ridurre al minimo lo spreco di materiali, non necessitando alcun taglio.

fonte :: wikipedia

Condividi questa pagina