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cella solare

di Sergio Carrà - Enciclopedia della Scienza e della Tecnica (2008)
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cella solare

Sergio Carrà

Dispositivo in grado di convertire l’energia solare in energia elettrica sfruttando l’effetto fotovoltaico. I fotoni incidenti sulla superficie di un semiconduttore in cui è presente una giunzione p-n eccitano un elettrone dalla banda di valenza a quella di conduzione lasciando una lacuna elettronica. La coppia elettrone libero-lacuna si separa in corrispondenza della giunzione per effetto del campo elettrico, che guida gli elettroni nella regione n e le lacune nella regione p. L’efficienza delle celle fotovoltaiche è pertanto determinata dalla capacità degli elettroni di sfuggire dalla regione p prima di ricombinarsi con le cavità. L’energia della radiazione viene convertita in energia elettrica e l’intensità della corrente che fluisce nel circuito risulta espressa dalla differenza tra la velocità di formazione delle coppie elettrone-lacuna e quella della loro ricombinazione attraverso processi non radiativi e radiativi. Il materiale più usato per la costruzione delle celle fotovoltaiche è il silicio policristallino con purezza molto elevata, anche se si sta diffondendo l’uso di celle a silicio amorfo con moduli costituiti da film sottili. Esse vengono preparate per deposizione del materiale solido mediante scariche elettriche da miscele di idrogeno e silano (SiH4), ,entrambi gassosi. La presenza di una sola giunzione limita severamente il rendimento di una cella fotovoltaica perché una parte dell’energia delle radiazioni contribuisce ad aumentare le vibrazioni del cristallo disperdendosi quindi in calore. Per limitare questi processi si possono costruire celle a materiali multipli meno trasparenti del silicio e quindi in grado di assorbire una maggiore quantità di energia, aventi un gap energetico calibrato sulle regioni più intense dello spettro solare. La prima cella fotovoltaica fu realizzata all’inizio degli anni Cinquanta del XX sec. presso i laboratori della Bell Telephon, sfruttando un effetto scoperto da Antoine Henri Becquerel nel 1839 e rimasto a lungo una pura curiosità scientifica. Le prime applicazioni riguardarono il settore spaziale, nel quale il costo dell’energia aveva un’incidenza modesta. Con la crisi energetica del 1973 iniziarono le prime applicazioni terrestri che hanno promosso programmi di ricerca intesi a diminuire il costo di produzione dell’energia elettrica da fonte solare, con l’intento di renderla competitiva con quella ottenuta dai combustibili fossili.

→ Silicio

Vedi anche
fotorivelatore Dispositivo atto a rivelare radiazioni elettromagnetiche. semiconduttore In fisica, materiale che a temperatura ambiente (20 °C) presenta valori di conduttività elettrica compresi tra 104 e 10–6 S/m, intermedi quindi tra quelli propri dei conduttori metallici (dell’ordine di 107 S/m o più) e quelli propri degli isolanti (dell’ordine di 10–11 S/m o meno). Si tratta di una ... silicio Elemento chimico scoperto da J.J. Berzelius nel 1810, appartenente al 6° gruppo del sistema periodico degli elementi; simbolo Si, numero atomico 14, peso atomico 28,06; ne sono noti gli isotopi stabili 2814Si (92,2%) 2914Si (4,7%) e 3014Si (3,1%); dopo l’ossigeno è l’elemento più abbondante della crosta ... energìa elèttrica energìa elèttrica Energia associata all'elettricità, in particolare sia l'energia elettrostatica, associata a una distribuzione fissa di cariche, sia, più com., l'energia di una corrente elettrica. L'energia elettricaenergia elettrica deriva da processi di trasformazione di altri tipi di energia (chimica, ...
Categorie
  • FISICA DEI SOLIDI in Fisica
Tag
  • ANTOINE HENRI BECQUEREL
  • EFFETTO FOTOVOLTAICO
  • ENERGIA ELETTRICA
  • ENERGIA SOLARE
  • SEMICONDUTTORE
Altri risultati per cella solare
  • FOTOVOLTAICA, CELLA
    Enciclopedia Italiana - V Appendice (1992)
    Francesco Califano Si ricorda che in elettrologia l'effetto fotovoltaico è la generazione, a causa della radiazione luminosa incidente, di una forza elettromotrice. I dispositivi che, sfruttando l'effetto fotovoltaico, convertono l'energia luminosa irradiata dal sole in elettrica prendono il nome di ...
Vocabolario
cèlla¹
cella1 cèlla1 s. f. [lat. cĕlla «cameretta, dispensa, cantina»]. – 1. Stanza piccola e nuda, spec. quelle dei monasteri e romitaggi, o delle carceri e stabilimenti di pena; c. di rigore, nelle carceri, ora camera di punizione. 2. In apicoltura,...
solare¹
solare1 solare1 agg. [dal lat. solaris, der. di sol solis «sole»]. – 1. a. Del Sole, relativo al Sole, proveniente dal Sole: la luce s., i raggi s.; radiazione s. (v. radiazione1, n. 1); l’energia s., il calore s.; eclissi s. (v. eclissi);...
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