Il pannello solare è un dispositivo che converte l'energia della radiazione solare direttamente o indirettamente in energia elettrica attraverso l'effetto fotoelettrico o l'effetto fotochimico assorbendo la luce solare. Il materiale principale della maggior parte dei pannelli solari è il "silicio", ma a causa degli elevati costi di produzione, la sua diffusione presenta ancora alcune limitazioni.

Rispetto alle normali batterie e batterie ricaricabili, le celle solari appartengono a un maggiore risparmio energetico e alla protezione ambientale dei prodotti ecologici.

Attualmente, i materiali in silicio cristallino (incluso il silicio policristallino e il silicio monocristallino) sono i materiali fotovoltaici più importanti, con una quota di mercato superiore al 90%, e rimarranno i materiali principali delle celle solari per un lungo periodo di tempo in futuro. Per molto tempo, la tecnologia di produzione dei materiali in polisilicio è stata nelle mani di 10 fabbriche di 7 aziende in 3 paesi, come Stati Uniti, Giappone e Germania, creando una situazione di blocco tecnologico e monopolio di mercato. La domanda di polisilicio è in aumento principalmente da semiconduttori e celle solari. Secondo diversi requisiti di purezza, suddivisi in livelli di energia elettronica e solare. Con il rapido sviluppo dell'industria fotovoltaica, la domanda di polisilicio solare per celle solari sta crescendo più rapidamente di quella del polisilicio semiconduttore, e si prevede che la domanda di polisilicio solare supererà quella del polisilicio elettronico entro il 2008. La produzione totale mondiale di celle solari è aumentata da 69 MW nel 1994 a quasi 1200 MW nel 2004, un aumento di 17 volte in soli 10 anni.

Pannelli in silicio cristallino: celle solari in silicio policristallino, celle solari in silicio monocristallino.

Pannelli in silicio amorfo: celle solari a film sottile, celle solari organiche.

Pannelli coloranti chimici: celle solari sensibilizzate con coloranti.

Cella solare flessibile

Silicio monocristallino

Le celle solari in silicio monocristallino hanno un'efficienza di conversione di circa il 18%, fino al 24%, che è la più alta di qualsiasi tipo di cella solare, ma è troppo costosa da realizzare per un uso diffuso. Poiché il silicio monocristallino è generalmente sigillato con vetro temperato e resina impermeabile, è robusta e durevole, con una durata fino a 25 anni.

polisilicio

Il processo di produzione delle celle solari in silicio policristallino è simile a quello delle celle solari in silicio monocristallino, ma l'efficienza di conversione fotoelettrica delle celle solari in silicio policristallino è molto inferiore e l'efficienza di conversione fotoelettrica è di circa il 16%. In termini di costi di produzione, è più economico delle celle solari in silicio monocristallino e i materiali sono semplici da produrre, risparmiando consumo energetico e il costo di produzione totale è inferiore, quindi è stato sviluppato in un gran numero. Inoltre, le celle solari in silicio policristallino hanno una vita più breve rispetto a quelle monocristalline celle solari al silicio. Le celle solari al silicio monocristallino sono leggermente migliori in termini di costi e prestazioni.

Silicio amorfo

La cella solare in silicio amorfo è un nuovo tipo di cella solare a film sottile apparsa nel 1976. È completamente diversa dal metodo di produzione delle celle solari in silicio monocristallino e policristallino. Il processo è notevolmente semplificato, il consumo di materiale in silicio è inferiore e il consumo energetico è inferiore. Tuttavia, il problema principale delle celle solari in silicio amorfo è che l'efficienza di conversione fotoelettrica è bassa. Il livello avanzato internazionale è di circa il 10% e non è stabile. Con l’allungarsi dei tempi l’efficienza di conversione diminuisce.