Celle solari in silicio monocristallino
Mettiamo a confronto le celle solari in silicio monocristallino con altre tecnologie fotovoltaiche. Dal silicio amorfo ai moduli fotovoltaici a eterogiunzione.
I moduli al silicio monocristallino sono composti da un singolo cristallo di silicio. Allo stato puro, gli atomi di silicio sono perfettamente allineati: è grazie a questa struttura pura che garantiscono la massima conducibilità. Se, in prima battuta, le celle solari al silicio monocristallino riuscivano a raggiungere rendimenti intorno al 15%, oggi, con le nuove tecnologie, il rendimento può superare il 21%.
Quando si parla di rendimento del fotovoltaico, l’efficienza non si traduce “solo” in una maggiore produzione di elettricità. Migliorando l’efficienza è possibile ridurre i lavori di manodopera, risparmiare in termini di strutture, cavi, superficie occupata, progettazione e installazione. Una vittoria per l’investitore e per il settore delle energie rinnovabili.
Celle solari: silicio monocristallino o policristallino
Che differenza c’è tra le celle solari in silicio monocristallino e silicio policristallino?
Il silicio monocristallino, grazie alle sue proprietà di semiconduttore, è il materiale di base dell’industria elettronica. Nell’industria del fotovoltaico, il silicio monocristallino è impiegato nella realizzazione di celle solari dalle buone prestazioni.
Le celle solari riescono a tollerare, entro certi limiti, delle piccole imperfezioni strutturali, è per questo che nel settore fotovoltaico, ogni cristallo singolo, è spesso sostituito dal silicio policristallino. Il silicio policristallino è meno costoso del monocristallino. Dato le maggiori imperfezione e le differenti proprietà, una celle solare in silicio policristallino presenta un’efficienza energetica minore rispetto alle celle fotovoltaiche in silicio monocristallino.
Generalizzando possiamo dire che i moduli fotovoltaici con tecnologia al silicio policristallino offrono un rendimento medio del 16,7% mentre una cella solare in silicio monocristallino raggiunge efficienze medie del 21%. Si tratta di valori medi perché non mancano casi isolati che costituiscono l’eccellenza del settore come la cella bifacciale fotovoltaica bison ad alta efficienza in silicio monocristallino che raggiunge un rendimento del 25%.
I moduli al silicio policristallino, detti anche moduli fotovoltaici multicristallini, sono dati da un insieme di più cristalli di silicio. Anche in questo settore non mancano esempi di eccellenza: le celle solari al silicio policristallino più efficienti raggiungono un rendimento del 21%.
Il silicio è impiegato per la produzione di celle solari anche nella sua forma allotropica. Parliamo del silicio amorfo dove gli atomi vanno a costituire una struttura disordinata. E’ per questo che le celle solari in silicio amorfo sono quelle meno efficienti con un rendimento medio dell’8,5%.
Celle solari in silicio monocristallino
In termini di rendimento, il silicio monocristallino è superato solo dalla tecnologia lanciata dalla Panasonic con i moduli a eterogiunzione ad alta efficienza. Tali moduli raggiungo un rendimento record pari al 25,6%.
Un rendimento simile è raggiunto alla tecnologia basata sul silicio monocristallino delle celle solari bifacciali bison. Realizzati con 60 celle bifacciali #bison, i moduli sono in grado di sviluppare oltre 300 Wp sul fronte e 270 sul retro che, considerando un 20% di contributo medio del retro, corrispondono a 375 We (Watt equivalenti) complessivi (fronte+retro).
In termini di rendimento, la celle vede un’efficienza superiore al 21% sul fronte da sommare al rendimento del retro (è questa la particolarità delle celle bifacciali), con un indice di bifaccialità del 90%. Considerando un contributo del retro della cella del 20%, l’efficienza complessiva di queste celle fotovoltaiche raggiunge quindi il 25%. Come premesso, l’elevata efficienza abbinata alla bifaccialità delle celle solari, consente di ridurre la taglia dell’impianto a parità di kWh (Kilowattora) prodotti con un risparmio in termini di superficie occupata, manodopera, cavi, strutture di sostegno, installazione e progettazione.
Pubblicato da Anna De Simone il 10 Gennaio 2016
