L’effetto fotovoltaico consiste nella generazione di corrente elettrica in seguito ad assorbimento della radiazione elettromagnetica proveniente dal Sole da parte di materiali semiconduttori.

La cella fotovoltaica, che rappresenta il dispositivo di base, è, di fatto, un piccolo generatore di corrente. Il materiale di maggiore impiego per la sua realizzazione è il silicio, che può essere, a seconda della struttura molecolare, monocristallino, policristallino oppure amorfo, in ordine decrescente di efficienza di conversione (dal 20 all’8 % circa).

Nelle applicazioni attualmente più diffuse, la cella è costituita da una fetta sottilissima di silicio (3,5 decimi di millimetro) di forma rotonda o quadrata, con area generalmente compresa tra 100 e 150 cm², dotata dei contatti necessari a raccogliere la corrente elettrica prodotta.

Effetto fotovoltaico – schema di funzionamento di una cella

Per poter operare efficacemente in ambiente esterno, le celle vengono connesse tra loro in serie e/o parallelo e vengono inserite nel cosiddetto laminato fotovoltaico, generalmente composto da una stratificazione di vetro a basso tenore di ossido di ferro, sigillante EVA, celle, EVA, Tedlar o vetro.

Cella fotovoltaica in silicio cristallino – struttura di base

Cella fotovoltaica in silicio amorfo – struttura di base

Il laminato viene irrigidito tramite l’applicazione di una cornice in alluminio anodizzato, dotata di fori ed asolature per il fissaggio alle strutture di supporto, e gli viene applicata una scatola di giunzione per l’uscita delle connessioni elettriche. In questo modo si ottiene il pannello, o modulo, fotovoltaico.

I moduli attualmente in commercio misurano un’area variabile all’incirca tra 0,5 e 1 m2, e pesano mediamente 15 kg/m².

Moduli fotovoltaici vetro-tedlar in silicio cristallino

Interessanti per le applicazioni architettoniche sono i moduli vetro-vetro, in cui gli interstizi tra le celle vengono sfruttati per lasciar filtrare la luce.

 

Moduli fotovoltaici vetro-vetro in silicio monocristallino