2. Cella fotovoltaica

Una cella fotovoltaica, è un dispositivo elettrico che converte l’energia luminosa, solitamente proveniente dal sole, in energia elettrica attraverso il fenomeno chiamato effetto fotovoltaico.

Questo processo si verifica all’interno di materiali semiconduttori presenti nella cella solare.

La cella fotovoltaica è l’elemento fondamentale dei pannelli solari fotovoltaici, che sono utilizzati per generare energia elettrica da fonti rinnovabili.

Quando la luce solare colpisce la cella solare, gli elettroni all’interno del materiale semiconduttore vengono eccitati, creando una differenza di potenziale che genera una corrente elettrica.

Le celle sono composte da materiale semiconduttore come il Silicio, che viene “drogato” con sostanze impure per dar luogo a Silicio di tipo P quando viene drogato con il Bario e l’Alluminio, e di tipo N quando viene inquinato con l’Alluminio, il Fosforo e Antimonio.

Tipi di celle in silicio #

Esistono tre tipi principali:

Monocristallino

La produzione di energia è maggiore quando i raggi del sole sono perpendicolari, avendo bisogno di una superficie inferiore per produrre la stessa quantità di energia degli altri sistemi, anche se sono più costosi.

Policristallino

Le celle sono orientate in modo casuale, questo fa sì che la resa sia meno efficace rispetto al mono, ma sfruttano meglio i raggi solari nell’arco della giornata. I pannelli di silicio policristallino sono meno costosi di quelli mono.

Amorfo

Le celle, di un colore blu vivo, sono costituite da silicio policristallino orientate in modo casuale, questo fa sì che la resa sia meno efficace rispetto al mono, ma sfruttano meglio i raggi solari nell’arco della giornata. I pannelli di silicio policristallino sono meno costosi di quelli mono.

Effetto fotovoltaico #

L’effetto fotovoltaico è il fenomeno fisico che consente di convertire l’energia luminosa in energia elettrica.

Quando un fotone, una particella di luce, colpisce un semiconduttore, può cedere energia a uno degli elettroni della banda di valenza. Se l’energia del fotone è sufficiente, l’elettrone può superare il gap di energia tra le due bande e passare alla banda di conduzione.

Quando un elettrone passa alla banda di conduzione, si crea una lacuna nella banda di valenza. Questa lacuna può essere occupata da un altro elettrone, che viene quindi strappato da un altro atomo. Questo processo crea una corrente elettrica, che può essere utilizzata per alimentare dispositivi elettrici.