Cosa sono le celle fotovoltaiche?

Le celle fotovoltaiche sono dispositivi che producono elettricità direttamente dalla luce solare.Molte celle fotovoltaiche messe insieme formano un array solare o un pannello solare.Queste celle convertono la luce in elettricità sfruttando l'energia creata quando i fotoni dagli elettroni della luce solare bussano a uno stato di energia più elevato, all'interno della cella stessa.Le celle fotovoltaiche sono composte da materiali a strati che includono due tipi di silicio, un rivestimento antiriflesso e una copertura di vetro.La tecnologia utilizzata per produrre pannelli solari continua ad avanzare e un giorno può fornire un'energia essenzialmente libera alle case e alle aziende.

Una delle parti più importanti di una cella fotovoltaica è il materiale usato come semiconduttore.Il silicio è il semiconduttore più comunemente usato, ma sono disponibili altre opzioni per alcune applicazioni, che possono essere meno costose del silicio.Quando la luce colpisce il semiconduttore, una parte dell'energia della luce viene assorbita, causando il rilascio di elettroni.La corrente elettrica che risulta è ciò che può essere usato come elettricità ed è raccolta dalle griglie di contatto metalliche nella parte superiore e inferiore delle celle solari. Il silicio da solo non è un ottimo conduttore di elettricità.Per essere utilizzato in una cella solare, il silicio deve essere modificato o drogato, con altri elementi.Il fosforo e il boro sono gli elementi di scelta a questo scopo.Uno strato di silicio drogato con fosforo può sfruttare il fatto che quest'ultimo elemento ha solo un elettrone nel suo guscio di elettroni più esterno.Questo è l'elettrone che può essere eliminato dall'energia luminosa.

Nell'altro strato, gli atomi di boro hanno solo tre elettroni nel guscio esterno, anziché quattro, che ha il silicio.Questo crea un punto in cui gli elettroni extra possono andare e questo movimento di elettroni è ciò che rende la corrente elettrica.I due strati di silicio hanno anche cariche opposte, che è ciò che fornisce la tensione.

I cristalli di silicio sono un materiale naturalmente riflettente.Quando vengono utilizzati nelle celle fotovoltaiche, devono avere un rivestimento antiriflesso posizionato su di esse, altrimenti la maggior parte dell'energia solare che raggiunge il pannello verrà riflessa senza produrre elettricità.Il rivestimento antiriflesso è il singolo fattore più grande che influenza l'efficienza di un pannello solare correttamente costruito.Tuttavia, anche con questo rivestimento, solo una quantità relativamente piccola di luce può essere utilizzata per produrre elettricità.Man mano che la tecnologia avanza, le celle fotovoltaiche probabilmente aumenteranno di efficienza, rendendole più pratiche per l'uso residenziale e industriale di tutti i giorni.