Materiali dei pannelli solari: guida completa

I due componenti principali di un pannello solare sono le celle solari e l'involucro o telaio che contiene il pannello. La composizione delle celle solari può variare a seconda dei requisiti di potenza e delle applicazioni, così come la composizione del resto del pannello. Alcuni fattori che determinano i materiali usati per realizzare un pannello solare sono la superficie disponibile, le dimensioni e il design del dispositivo solare per cui sono fatti.

Pannelli a silicio cristallino

Fili sottili di cristallo sono usati per queste celle, che sono più comunemente costruite in silicio. Il foglio di silicio è trattato con una diffusione di dopanti di tipo n per creare un componente foto-reattivo appena sotto la sua superficie, poi è rivestito con uno strato antiriflettente per massimizzare il suo potenziale di assorbire energia dalla luce solare. Questo strato è più comunemente fatto di nitruro di silicio, ma nelle celle più vecchie era anche creato con biossido di titanio.

Pannelli a film sottile

I pannelli a film sottile attaccano componenti di celle solari molto sottili fatti di silicio o rame a un materiale substrato. Il substrato può essere rigido, come nei substrati di vetro, o fatto di materiali flessibili come poliestere o film di polimmide. I punti di connessione tra le celle e il resto del sistema di raccolta solare sono stratificati insieme alle celle e al substrato. Un secondo film, tipicamente vetro nei pannelli rigidi o fluoropolimeri trasparenti nei sistemi flessibili, è posto sopra il substrato e lo strato collettore. Nei pannelli flessibili, i polimeri possono essere applicati sul retro per adesione diretta ai dispositivi solari. Nei pannelli rigidi, il pannello è integrato in una cornice per essere inserito in un sistema di raccolta solare.

Strutture di alloggiamento dei pannelli

Indipendentemente dal tipo, tutti i pannelli solari devono essere alloggiati, supportati e diretti verso le fonti di luce. Nell'elettronica di piccole dimensioni, il corpo del dispositivo è usato come alloggiamento del pannello. Un esempio è la calcolatrice solare, dove un piccolo array di pannelli a silicio cristallino è integrato nel corpo della calcolatrice, tipicamente sopra lo schermo. Pannelli a film sottile molto più grandi possono piegarsi e avvolgersi attorno alla superficie del dispositivo che alimentano. Quel dispositivo funge allora da struttura di supporto primaria per i suoi pannelli solari, come nel caso della superficie di un'auto solare. I pannelli a film sottile rigidi sono integrati in strutture che possono contenere parti in plastica, fibra di vetro e metallo per creare un telaio di supporto. Questi telai possono anche essere mobili, permettendo la riorientazione manuale o automatizzata dei pannelli per catturare e convertire quantità ottimali di energia solare.