Il momento in cui la radiazione solare attraversa un materiale di tipo semiconduttore rappresenta l’effetto fotovoltaico. Il materiale semiconduttore nel caso dei pannelli fotovoltaici è il silicio cristallino anche se sono allo studio moderne teconologie che fanno uso di una lega tra cadmio e tellurio. Il silicio è un ottimo semiconduttore, un elemento presente in natura in quantità elevate secondo sulla crosta terrestre soltanto all’ossigeno. La struttura cristallina del silicio determina la tipologia, infatti può essere monocristallino o policristallino. Se invece, non ha una struttura, il silico è detto amorfo. La cella solare è costituita di silicio.

Cella fotovoltaica in silicio policristallino

Cella fotovoltaica in silicio policristallino

Nel momento in cui i fotoni della radiazione solare, ovvero le particelle di massa a carica nulla, attraversano una cella fotovoltaica, rompono i legami tra gli elettroni del silicio. Ciò provoca un movimento che lascia posizioni libere dette lacune, quest’ultime agiscono come cariche positive.

Da una parte della cella fotovoltaica si hanno le cariche positive dette lacune e dall’altra le cariche negative ovvero gli elettroni. La presenza di un eccesso di elettroni e di lacune produce un campo elettrico interno alla struttura del semiconduttore, il quale è causa del movimento dei due elementi in senso opposto generando una tensione tra il lato positivo e quello negativo. Il lato esposto al sole e il lato a diretto contatto con il luogo di installazione corrispondono ai due lati del modulo fotovoltaico.

Collegando i due lati a un carico, come ad esempio ad una banale lampadina, si genera tensione alle sommità dello stesso carico, ciò produce energia elettrica che viene trattata all’interno delle due parti della cella fotovoltaica, un operazione quest’ultima, che converte la radiazione solare in energia elettrica.

L’effetto fotovoltaico consente di generare corrente elettrica continua sfruttando le radiazioni solari, questo è il sistema sfruttato dagli impianti fotovoltaici. La corrente elettrica continua, sarà quindi trasfromata da un inverter in corrente elettrica alternata, a questo punto potrà essere utilizzata per alimentare qualsiasi apparecchio elettrico presente nelle nostre case.

L’insieme di celle fotovoltaiche, realizzate in silicio amorfo, mono o policristallino costituisce un impianto fotovoltaico. Ogni cella è caratterizzata da piccole strisce argentate sulla superficie che non sono altro che i contatti chimici necessari per connettere in serie più celle. L’insieme di queste celle connesse rappresenta il modulo fotovoltaico. L’unione di più moduli costituisce l’impianto fotovoltaico.