Celle solari a due superfici, bifacciali o bifacciali: informazioni interessanti sui moduli solari

La stragrande maggioranza delle celle solari è ora realizzata in silicio. Il silicio è un semiconduttore e come tali sono i suoi elettroni esterni in un intervallo di energia chiamato banda di valenza e riempiono completamente il livello di energia di questa banda. Sopra questa banda di valenza c'è una banda proibita o un pezzo di energia in cui non può esistere alcun elettrone e la banda di linea si trova più in alto. Questa fascia di linea è quasi vuota di elettroni, ma è il luogo in cui gli elettroni della banda di valenza sono sistemati dopo che sono stati stimolati dall'assorbimento dei fotoni. Questi elettroni hanno più energia degli elettroni ordinari del semiconduttore. La conduttività elettrica del SI finora descritta, che viene definita silicio intrinseco, è estremamente bassa. Una leggera contaminazione con atomi di fosforo porta a elettroni aggiuntivi nella banda di linea, che rende la N-conduttiva del silicio e riceve una conduttività che può essere influenzata cambiando la densità degli atomi di fosforo. In alternativa, la contaminazione con atomi di boro o alluminio può portare al leader di Si P e ha una conduttività che può anche essere influenzata. Questi atomi di contaminazione assorbono gli elettroni dalla banda di valenza e lasciano "buchi" così chiamati, che si comportano come cariche positive virtuali. Le celle solari SI sono generalmente dotate di boro, in modo che si comportino come un neoker di tipo P e abbiano un intervallo di tipo N superficiale stretto (~ 0,5 micrometro). Tra i due, si forma la cosiddetta transizione PN, in cui viene creato un campo elettrico, gli elettroni e i fori si sono divisi, gli elettroni sulla superficie e i fori all'interno. In questo modo, viene generata una corrente fotografica, che deriva da contatti metallici su entrambi i lati. La luce che si allontana dalla transizione PN non è divisa e le coppie di buco elettroniche generate alla fine si ricombinano e non generano un flusso fotografico. I ruoli delle regioni P e N nella cellula possono, come spiegato qui, essere scambiati.

Di conseguenza, una cella solare monofacciale genera una fotocorrente solo quando la superficie su cui si è formata la giunzione è illuminata.

Una cella solare bifacciale, invece, è progettata in modo tale che la cella sia attiva su entrambi i lati e generi fotocorrente quando uno dei lati, anteriore o posteriore, è illuminato.

Ulteriori guadagni nella produzione di energia: rispetto alle celle solari P, le celle solari N tendono ad aumentare significativamente l’efficienza. Le celle solari bifacciali avranno una prospettiva di applicazione più ampia grazie alla capacità di generazione bifacciale e alla maggiore efficienza del sistema, e sono particolarmente adatte per aree più nevose e sistemi di generazione distribuita come tetti, recinzioni e barriere acustiche.

L'efficienza sul retro della cella può raggiungere oltre il 19% e la retroilluminazione incidente può essere utilizzata per migliorare la capacità di generazione del sistema, con un aumento della capacità dell'unità di superficie fino al 10%~30%.

Con il modulo in vetro con tecnologia a celle bifacciali, la luce viene catturata sia sulla parte anteriore che su quella posteriore del modulo. Aumentando l’utilizzo della luce aumenta l’efficienza del modulo. Tramite la parte posteriore attiva del modulo è possibile raggiungere una potenza totale fino a 360 Wp (290 Wp solo nella parte anteriore / totale 320 - 360 Wp).

L'aumento di efficienza dipende dalla situazione delle radiazioni (atmosfera e fondo).

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