Pannelli solari fotovoltaici

I pannelli solari sono una forma attiva di energia solare, un termine che descrive come i pannelli solari fanno uso dell’energia del sole: i pannelli solari raccolgono i raggi del sole e li convertono in elettricità. Le celle solari, o celle fotovoltaiche, sono sistemate sulla superficie del pannello. Queste celle solari voltaiche raccolgono i raggi del sole durante le ore di luce e le convertono in elettricità.

Como sono fatti

I pannelli solari di solito sono realizzati con silicone cristallino, che viene usato in altre industrie (come quella dei microprocessori), e il più costoso arseniuro di gallio, che viene prodotto esclusivamente per essere usato nelle celle fotovoltaiche. Altri, più efficienti pannelli solari sono costruiti depositando una lega di silicone amorfo in un processo a rotazione continua. Le celle solari create da questo processo sono chiamate celle solari di silicone amorfo o a-Si. I pannelli solari costruiti usando la tecnologia del silicone amorfo sono più resistenti, efficienti, e sottili delle controparti in cristallino.

Alta tecnologia

Per progetti molto importanti di pannelli solari, come le sonde spaziali che devono dipendere dall’energia solare, vengono costruite celle solari ad altissima efficienza dall’arseniuro di gallio con un processo chiamato raggio molecolare epitassiale. Le celle solari realizzate con questo processo hanno diversi diodi a giunzione p-n, ognuno progettato per essere efficiente al massimo nell’assorbire una data parte dello spettro solare. Questi pannelli sono molto più efficienti dei tipi convenzionali, ma i processi e i materiali utilizzati li rendono troppo costosi per gli usi quotidiani.

E’ la funzione più innovativa dei pannelli solari a livello molecolare o quantico, e rappresenta una nuova tecnologia in fase di sviluppo. Questi pannelli solari sono realizzati impiantando nanotubi di carbonio o punti quantici in plastica trattata. Diversamente dai pannelli solari basati sul silicone, questi pannelli non devono essere realizzati in una camera bianca, e quindi i costi di produzione sono in qualche modo ridotti. Le applicazioni pratiche dei pannelli solari realizzati da plastiche sono stupefacenti – potrebbero essere inserite in uno schermo di computer per fornire corrente continua, o fornire energia supplementare ad un numero qualsiasi di applicazioni esterne.

Efficienza

L’ostacolo principale di questa nuova tecnologia è l’efficienza, e questi pannelli solari ‘plastici’ hanno un’efficienza operativa di circa l’11% delle controparti di silicone. L’unica soluzione di questo problema energetico a breve tempo è che questi pannelli solari plastici generino elettricità dalla luce al di fuori dello spettro visibile. Alcuni pannelli solari plastici altamente sperimentali sono stati realizzati per assorbire energia infrarossa, e se un pannello solare fosse fatto per assorbire sia l’energia infrarossa che luce normale, l’efficacia operativa potrebbe aumentare di circa il trenta percento.