Progettare ed installare un impianto fotovoltaico - Enea

20 Progettare ed installare un impianto fotovoltaico
lino, che unisce ad un grado di purezza
comparabile a quello del monocristallino
costi inferiori. I lingotti di policristallino,
anch’essi di solito drogati p, sono a forma
di parallelepipedo e vengono sottoposti
al taglio, per ottenerne fette di 0,2-0,35
mm di spessore.
[2.4.1]
La fabbricazione della cella
Per fabbricare la cella, la fetta viene prima
trattata con decappaggio chimico al fine
di eliminare eventuali asperità superficiali
e poi sottoposta al processo di formazione
della giunzione p-n: il drogaggio
avviene per diffusione controllata delle
impurità in forni (se ad es. si parte da silicio
di tipo p, si fanno diffondere atomi di
fosforo, che droga n, con una profondità
di giunzione pari a 0,3-0,4 µm). Segue
quindi la realizzazione della griglia metallica
frontale di raccolta delle cariche elettriche
e del contatto elettrico posteriore,
per elettrodeposizione o per serigrafia.
Al fine di minimizzare le perdite per riflessione
ottica, si opera la deposizione di un
sottile strato antiriflesso, per es., di TiO 2 .
[2.4.2]
Le celle commerciali
In pratica la tipica cella fotovoltaica è
costituita da un sottile wafer, di spessore
di 0,25-0,35 mm circa, di silicio mono o
policristallino, opportunamente drogato.
Essa è generalmente di forma quadrata
e di superficie pari a circa 100 cm 2 (anche
fino a 400 cm 2 ) e si comporta come una
minuscola batteria, producendo, nelle
condizioni di soleggiamento standard (1
kW/m 2 ) e a 25 °C, una corrente di 3 A con
una tensione di 0,5 V, quindi una potenza
di 1,5 W.
L’attuale processo di fabbricazione delle
celle si basa sull’utilizzo di:
silicio monocristallino dell’industria
elettronica, materiale molto puro
rispetto alle esigenze della tecnologia
fotovoltaica;
silicio policristallino ottenuto da fusione
degli scarti dell’industria elettronica,
solidificazione direzionale e riduzione
del lingotto in fette.
In passato, i piccoli ma sempre crescenti
volumi di produzione caratteristici dell’attuale
fase di sviluppo dell’industria fotovoltaica
sono stati perfettamente compatibili
con la quantità, ovviamente limitata,
di tali materiali di scarto. Però, per offrire
un contributo veramente significativo
alla produzione di energia elettrica totale,
il fotovoltaico deve raggiungere volumi
di produzione enormemente superiori
agli attuali e assolutamente non compatibili
con la dipendenza da un materiale
prodotto da altre industrie e per altri
scopi. L’industria fotovoltaica avrà bisogno
di materia prima per le celle, a basso
costo, in gran quantità, preparato espressamente
per la fabbricazione delle celle.
[2.5]
Le nuove tecnologie
Gli sforzi della ricerca e delle industrie
fotovoltaiche sono mirati alla riduzione