È possibile che un giorno il mondo possa dipendere completamente dall'energia solare? Per rispondere a questa domanda, dobbiamo prima esaminare come funzionano i pannelli solari.

I pannelli solari (noti anche come moduli fotovoltaici) sono il componente principale del sistema solare. Influenza direttamente l'efficienza energetica della centrale solare. Un singolo pannello solare è costituito da molte piccole celle fotovoltaiche. Ogni cella è fatta di silicio cristallino, che può funzionare come semiconduttore. Quando i pannelli solari sono esposti alla luce solare, convertono l'energia solare in elettricità.

I pannelli solari sono costituiti da unità più piccole chiamate celle solari. Le celle solari tradizionali sono realizzate in silicio. È un semiconduttore che è il secondo elemento più abbondante sulla Terra. Una cella solare è inserita tra strati conduttivi. Ogni atomo di silicio è collegato ai suoi vicini da quattro forti legami che mantengono gli elettroni in posizione in modo che non possa fluire corrente. Qual è la chiave? Una cella solare al silicio ha due diversi strati di silicio, il silicio di tipo N ha elettroni in più e il silicio di tipo P ha spazi extra per gli elettroni, chiamati buchi. Quando i due tipi di silicio si incontrano, gli elettroni possono vagare attraverso la giunzione P/N, lasciando una carica positiva su un lato e creando una carica negativa sull'altro.

Puoi pensare alla luce come al flusso di minuscole particelle chiamate fotoni, che escono dal sole. Quando uno di questi fotoni colpisce le celle di silicio con energia sufficiente, può staccare un elettrone dal suo legame, lasciando un buco. Gli elettroni caricati negativamente e la posizione delle lacune caricate positivamente sono ora liberi di muoversi. Ma a causa del campo elettrico all'incrocio P/N, andranno solo in una direzione. L'elettrone viene attratto dal lato N, mentre la lacuna viene attratta dal lato P. Gli elettroni mobili vengono raccolti da sottili dita di metallo nella parte superiore della cella. Da lì, fluiscono attraverso un circuito esterno, svolgendo un lavoro elettrico, come alimentare una lampadina, prima di tornare attraverso il foglio di alluminio conduttivo sul retro. Ogni cella di silicio emette solo mezzo volt, ma puoi collegarle insieme in moduli per fornire più potenza.

Puoi leggere di più sulle specifiche del funzionamento dei pannelli solari in questo post del blog se vuoi saperne di più.

Attualmente, ci sono tre tipi di pannelli solari in comune secondo le celle fotovoltaiche: pannelli solari monocristallini, moduli fotovoltaici policristallini e pannelli solari a film sottile.

Un pannello fotovoltaico monocristallino è costituito da barre di silicio monocristallino di elevata purezza, ampiamente utilizzate nell'industria fotovoltaica e dotate di un elevato tasso di conversione fotoelettrica; i quattro angoli delle celle fotovoltaiche monocristalline sono arrotondati e il loro colore è quasi nero; inoltre, l'artigianato delle celle monocristalline è più complesso e quindi il costo è maggiore.

Moduli fotovoltaici policristallini componenti di celle solari policristalline disposte in varie serie e configurazioni parallele. I quattro angoli delle celle fotovoltaiche sono quadrati. Inoltre, è di colore azzurro cielo e il costo del pannello solare poli è inferiore rispetto ai pannelli mono.

Il pannello solare a film sottile è costituito da sottili film di semiconduttori depositati su vetro, plastica o metallo. I film sono incredibilmente sottili, spesso 20 volte più sottili dei wafer c-Si. Ciò rende i pannelli solari a film sottile flessibili e leggeri. Ha un'elevata efficienza energetica in determinate situazioni, come l'ombreggiatura o l'alta temperatura.

L'energia solare sta migliorando, è più economica e compete con l'elettricità dalla rete. E le innovazioni, come le celle Topcon e le celle HJT, potrebbero portare i pannelli solari a un futuro più luminoso.