Descrizione e Funzionamento di una Cella Solare (Fotovoltaica)

Una cella solare (cella fotovoltaica) cattura energia trasformando radiazione solare direttamente in elettricità tramite effetto fotovoltaico. Per potenza utile, serve gruppo di celle collegate: modulo fotovoltaico o pannello solare. Potenza generata dipende da irraggiamento solare e condizioni meteo.

Struttura

Strato sottile di silicio diviso in due semiconduttori. Un lato droppato con fosforo (tipo N, eccesso elettroni), l'altro con boro (tipo P, eccesso lacune). Tipo N in alto (donatore elettroni), tipo P in basso. Tra loro: giunzione (strato di svuotamento/depletion layer).

Funzionamento

Tipo N carico negativo (elettroni eccesso), tipo P positivo (lacune eccesso). Insieme formano giunzione P/N. Luce solare → fotoni assorbiti → spostano elettroni tipo N → diffondono attraverso giunzione → entrano tipo P. Crea squilibrio potenziale elettrico tra semiconduttori, sfruttabile collegandoli con filo elettrico.

Tipologie

Tre tipi principali. Monocristallino: da lingotti cilindrici silicio, singolo cristallo, meno difetti, alta efficienza, più costoso. Policristallino: da materiale policristallino, tagliato da lingotto, efficienza inferiore. Amorfo: film sottile silicio su supporto (es. acciaio), minore efficienza.

Considerazioni

Celle solari per casa eliminano corrente convenzionale, risparmio bolletta. Più adatte: pannelli mono/policristallini per efficienza e durata superiori.