Un modulo fotovoltaico è un dispositivo basato su una tecnologia avanzata, ma allo stesso tempo semplice, per convertire la luce solare in elettricità. Cercheremo però di comprendere più in dettaglio l’essenza del processo di conversione stesso.
Innanzitutto, capiamo cos’è un pannello solare in generale. Un pannello solare, o più correttamente, un modulo fotovoltaico, è un dispositivo speciale costituito da un insieme di celle fotovoltaiche interconnesse. Ognuna di queste celle, o celle (celle), è realizzata in un particolare semiconduttore, ad esempio il silicio, che viene ampiamente utilizzato per realizzare pannelli solari, poiché attualmente presenta i più elevati indicatori di prestazione.
Come funziona una cella solare? Quando la luce solare colpisce questo semiconduttore, questo inizia a riscaldarsi, assorbendo parzialmente l’energia rilasciata dai raggi. I fotoni di luce “espellono” gli elettroni dalla struttura atomica generale del semiconduttore e gli elettroni liberi formano una carica.
In generale, ogni cella non è un segmento solido di silicio, ma è essenzialmente costituita da due strati. Tuttavia, anche questo non sarà sufficiente a creare un campo elettrico completo, poiché il silicio puro non è un ottimo conduttore. Pertanto, per formare una carica positiva e negativa negli strati di silicio, vengono mescolate sostanze estranee.
Lo strato superiore di silicio è saturato di fosforo, che gli conferisce elettroni con carica negativa. Pertanto, questo strato è chiamato di tipo n (negativo). Allo stesso tempo, il segmento inferiore è saturato di boro, che riduce il numero di elettroni e forma una carica positiva. Questo tipo di silicio è chiamato di tipo p. Di conseguenza, si forma un campo elettrico tra gli strati di silicio. E come accennato in precedenza, quando un fotone di luce solare espelle un elettrone libero, il campo elettrico lo spinge fuori dal composto di silicio.