Cosa è la cellula fotovoltaica

Il fotovoltaico è una delle energie del futuro. Poiché però il risparmio energetico e le energie rinnovabili finora non si insegnano a scuola poco si sa del funzionamento dei famosi pannelli fotovoltaici. Al riguardo utile è un opuscolo che data ormai quale anno prodotto dall’Enea sul tema Energia Fotovoltaica. Una scheda specifica illustra il funzionamento del componente primario: la cella fotovoltaica. “La cella fotovoltaica è il componente elementare del sistema – scrive l’Enea - ed è costituita da una sottile “fetta” di un materiale semiconduttore, quasi sempre silicio, (l’elemento più diffuso in natura dopo l’ossigeno) di spessore pari a circa 0,3mm. Può essere rotonda o quadrata e può avere una superficie compresa tra i 100 e i 225cm2.Il silicio che costituisce la fetta viene “drogato” mediante l’inserimento su una “faccia” di atomi di boro (drogaggio p) e sull’altra faccia con piccole quantità di fosforo (drogaggio n).Nella zona di contatto tra i due strati a diverso drogaggio si determina un campo elettrico; quando la cella è esposta alla luce, per effetto fotovoltaico, si generano delle cariche elettriche e, se le due facce della cella sono collegate ad un utilizzatore, si avrà un flusso di elettroni sotto forma di corrente elettrica continua. Attualmente il silicio, mono e policristallino, impiegato nella costruzione delle celle è lo stesso utilizzato dall’industria elettronica, che richiede materiali molto puri e quindi costosi.Tra i due tipi il silicio policristallino è il meno costoso, ma ha rendimenti leggermenteinferiori del monocristallino. Per ridurre il costo della cella sono in studio nuove tecnologie che utilizzano il silicio amorfo e altri materiali policristallini, quali il Seleniuro di Indio e Rame e il Tellurio di Cadmio.Una cella fotovoltaica di dimensioni 10x10 cm si comporta come una minuscola batteria, e nelle condizioni di soleggiamento tipiche dell’Italia (1kW/m2), alla temperatura di 25°C fornisce una corrente di 3A, con una tensione di 0,5V e una potenza pari a 1,5-1,7Watt di picco. L’energia elettrica prodotta sarà, ovviamente, - scrive ancora l’Enea - proporzionale all’energia solare incidente, che come sappiamo varia nel corso della giornata, al variare della stagioni, e al variare delle condizioni atmosferiche, ecc. L’opuscolo è scaricabile alla pagina http://efficienzaenergetica.acs.enea.it/opuscoli.htm 06 / 10 / 2008