Fotovoltaico film sottile

Un modulo "Fotovoltaico a Film Sottile" è un pannello fotovoltaico di particolare realizzazione che come ogni modulo fotovoltaico trasforma direttamente l'energia solare in energia elettrica. I moduli a fotovoltaici a film sottile sono fondamentalmente di tre tipi diversi: - a Silicio amorfo. - a Telloruro di Gallio. - ad Arseniuro di Gallio. Il silicio amorfo è una forma allotropica (diverso modo di presentarsi di una stessa specie chimica)del silicio. Normalmente il silicio forma legami tetraedrici con altri 4 atomi di Si e questa struttura si ripete indefinitamente formando il reticolo cristallino. Il Silicio amorfo invece non presenta questa struttura ordinata e non tutti gli atomi sono legati con legami tetraedrici ad altri 4 atomi . A causa di tale disordine alcuni legami che sono disponibili si vincolano ad atomi di idrogeno per cui si ottiene quello che viene chiamato Silicio amorfo idrogenato. Questo viene comunemente utilizzato per la costruzione di celle solare ed il loro unico handicap è costituito da una degradazione per esposizione alla luce che ne riduce dopo sei mesi l'efficienza del 10%.Tale fenomeno è noto come "Effetto Stabler Wronski". I pannelli fotovoltaici a silicio amorfo hanno rispetto a quello cristallino il vantaggio di potersi produrre per deposizione di film sottili su grandi superfici. La tecnica utilizzata prende il nome di Plasma Enhanced Chemical Vapor Distribution. Il composto di Silicio amorfo allo stato gassoso viene ionizzato da bobine a radio frequenza e poi fatto depositare sul supporto. In questa maniera si ottengono strati di semiconduttore dell'ordine del micron (un milionesimo di metro) con gran risparmio della costosa materia prima ed inoltre poiché la deposizione può essere effettuata a bassa temperatura l'EROEI (rapporto tra l'energia ricavata e quella utilizzata per la costruzione)dello apparato è ragguardevolmente alto circa 8. I dispositivi così realizzati hanno pregi e difetti. I pregi sono costituiti da un basso costo dell'ordine dei 2 $ a Watt di picco contro i 3/3,5 $ a Watt di picco per i pannelli fotovoltaici di silicio policristallino o monocristallino. Ed ancora una consistente maggiore efficienza alle basse temperature (sole coperto) ed alle alte temperature. I difetti sono una efficienza di conversione bassa (ogni metro quadro di pannello genera 60 Watt di picco contro i 130/140 dei pannelli a Si mono/poli cristallino)ed un rendimento che cala come già detto del 10% dopo i primi sei mesi cosa che comporta a parità di potenza una maggior superficie di collettori. I pannelli a Telloruro di Cadmio vengono realizzati anche essi con tecniche di deposizione a film sottile e rispetto a quelli a silicio amorfo hanno una maggior efficienza di conversione un metro quadro di pannello genera 105 Watt di picco ed un costo di produzione che in impianti con produzione di grande serie automatizzata potrebbe avvicinarsi alla cifra di 0,5 $ per Watt di picco. Con queste cifre si comprende come la tecnologia dei pannelli al Telloruro di Cadmio sia di gran lunga la più interessate. Va però detto che il Cadmio è cancerogeno e pertanto anche se i suoi composti sono estremamente stabili il suo impiego comporta un limitato rischio. Per effetto di un incendio potrebbe volatilizzare. Per completezza bisogna anche aggiungere che in caso di incendio il substrato di vetro fondendo comunque incapsulerebbe il Telloruro impedendo grandi dispersioni di Cadmio nell'ambiente. A vantaggio di tali dispositivi va ancora notato che mentre il Silicio è materiale molto richiesto per l'industria elettronica e quindi come tale soggetto alle attenzioni  delle multinazionali. Il Telloruro di Cadmio  invece non ha altre applicazioni industriali. I pannelli ad Arseniuro di Gallio hanno rendimento elevatissimo ma costi proibitivi pertanto hanno applicazioni nei satelliti e sonde spaziali. Approfondimenti su: Fotovoltaico film sottile in fotovoltaico o in energia Solare.

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