Le celle solari a film sottile vengono realizzate depositando sottili strati di materiale semiconduttore su un substrato, come vetro, metallo o plastica. Il materiale semiconduttore è solitamente uno dei seguenti:
* Tellururo di cadmio (CdTe)
* Seleniuro di rame indio gallio (CIGS)
*Silicio amorfo (a-Si)
Questi materiali vengono scelti perché hanno un elevato coefficiente di assorbimento, il che significa che possono assorbire molta energia luminosa anche in strati sottili.
Il processo di deposito del materiale semiconduttore sul substrato è chiamato deposizione di film sottile. Esistono diverse tecniche di deposizione di film sottile, tra cui:
* Evaporazione
* Sputacchiamento
* Deposizione chimica da fase vapore (CVD)
* Epitassia a fascio molecolare (MBE)
Una volta che il materiale semiconduttore è stato depositato sul substrato, viene tipicamente rivestito con un conduttore trasparente, come l'ossido di indio-stagno (ITO). Questo strato aiuta a raccogliere la corrente elettrica generata dalla cella solare.
Le celle solari a film sottile sono in genere più efficienti delle tradizionali celle solari al silicio in condizioni di scarsa illuminazione. Questo perché gli strati sottili di materiale semiconduttore assorbono la luce in modo più efficiente rispetto ai wafer più spessi utilizzati nelle celle solari convenzionali.
Tuttavia, le celle solari a film sottile sono anche meno efficienti delle tradizionali celle solari al silicio in condizioni di illuminazione elevata. Questo perché i sottili strati di materiale semiconduttore possono diventare troppo caldi e perdere efficienza.
Nel complesso, le celle solari a film sottile offrono una serie di vantaggi rispetto alle celle solari in silicio convenzionali, tra cui:
*Costo inferiore
*Peso più leggero
* Maggiore flessibilità
* Migliori prestazioni in condizioni di scarsa illuminazione
Questi vantaggi rendono le celle solari a film sottile una tecnologia promettente per le future applicazioni dell’energia solare.
Ecco una spiegazione più dettagliata di come funzionano le celle solari a film sottile:
1. La luce colpisce il materiale semiconduttore. Il materiale semiconduttore è costituito da due strati:uno strato caricato positivamente e uno strato caricato negativamente.
2. L'energia luminosa crea una coppia elettrone-lacuna. La coppia elettrone-lacuna è composta da un elettrone che viene espulso dalla sua orbita e da una lacuna che viene lasciata al suo posto.
3. L'elettrone e la lacuna si muovono in direzioni opposte. L'elettrone si muove verso lo strato carico positivamente e la lacuna si muove verso lo strato carico negativamente.
4. L'elettrone e la lacuna raggiungono gli elettrodi. L'elettrone e la lacuna raggiungono gli elettrodi, che sono collegati a un circuito esterno.
5. L'elettrone e la lacuna si ricombinano. L'elettrone e la lacuna si ricombinano e l'energia elettrica viene rilasciata sotto forma di elettricità.
Questo processo si ripete più e più volte quando la luce colpisce il materiale semiconduttore, creando una corrente elettrica.
