"Efficienza celle fotovoltaiche"
L'efficienza delle celle fotovoltaiche varia sensibilmente al variare del materiale che costituisce le celle stesse.
L'efficienza di una cella fotovoltaica è un numero adimensionale dato dal rapporto tra potenza elettrica prodotta e raccolta in uscita e potenza trasportata dalla radiazione solare incidente.
Questa definizione di efficienza, per essere paragonabile, va calcolata in particolari condizioni che vengono denominate STC (Standard Test Condition) che possono così riassumersi:
-Intensità della radiazione pari a 1000 W/mq che corrisponde alla insolazione media di una giornata col cielo privo di nubi.
-Temperatura della cella solare pari a 25°C.
-Spettro solare con composizione analogo a quello che assumerebbe se la radiazione percorso una massa atmosferica pari ad una volta e mezzo quella terrestre.
Il motivo di tutto questo è che il funzionamento della giunzione che è alla base della cella è fortemente influenzato dalla temperatura della giunzione stessa e dallo spettro della radiazione incidente.
Altro parametro che influenza detto funzionamento come già accennato all'inizio e come è lecito attendersi è il materiale di cui è costituita la giunzione stessa.
Valori tipici di efficienza sono: -8% per celle di silicio amorfo. -13,5/15% per celle al silicio "ribbon". -15/16 per celle a silicio policristallino. -16/17% per celle a wafer di silicio monocristallino.
Va notato in maniera esplicita che vi sono celle la cui efficienza raggiunge e supera il 40% ma hanno costi proibitivi e sono costruite con materiali fortemente inquinanti.
Questo tipo di celle vengono comunemente utilizzate nella tecnologia spaziale e dei satelliti dove si ha la necessità inderogabile di ridurre il peso.
Una cella ad elevata efficienza a parità, di potenza fornita, si traduce in minor superficie del relativo modulo fotovoltaico e quindi in minor peso.
Per aumentare l'efficienza della cella fotovoltaica si può intervenire su due fattori: far si che la cella concentri maggiormente la luce solare incidente, strutturare la cella in maniera che utilizzi l'intero spettro della radiazione incidente.
Per concentrare la radiazione incidente si da allo strato superficiale della cella una struttura piramidale. Questa particolare forma diffonde, diffrange e quindi concentra la radiazione incidente.
Per utilizzare l'intero spettro della radiazione si ricorre a giunzioni multiple sovrapposte ognuna con un diverso valore della banda proibita e quindi sensibile ad un determinato range di frequenza.
Modulando opportunamente i valori della banda proibita si riesce a sfruttare l'intero spettro solare dal visibile all'infrarosso.
Si comprende ovviamente come tali accorgimenti complichino enormemente le soluzioni tecnologiche per la realizzazione delle celle facendo lievitare vertiginosamente i costi.
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