Moduli fotovoltaici: celle e tecnologie

Drogaggio delle celle: N-type e P-type

Le celle dei moduli sono costituite da atomi di silicio, un elemento con quattro elettroni di valenza che permettono di formare legami stabili tra loro. Per rendere le cella in grado di trasmettere elettricità, occorre inserire degli elementi di instabilità, cioè atomi con un elettrone di valenza in meno o in più:

Le celle N-type hanno prospettive di crescita di efficienza decisamente migliori rispetto alle celle P-type. Per questo motivo molti produttori si stanno spostando su queste soluzioni.

Tecnologia delle celle

La tecnologia della cella è un altro fattore chiave. Le 3 famiglie principali sono:

• eterogiunzione (celle HJT)
• All Back Contact (celle ABC)
• TOPcon, evoluzione delle vecchie celle PERC

Ogni cella presenta diverse caratteristiche, ma tendenzialmente le HJT e ABC sono quelle che riportano un degrado minore nel tempo ed efficienze più elevate. Le celle ABC, inoltre,  performano di più in caso di ombreggiamenti parziali.

Assemblaggio delle celle

Le modalità di assemblaggio più diffuse sono due:

• half-cell: la cella viene divisa a metà
• shingled: la cella viene tagliata in cinque parti e e assemblata in modo sfalsato, come le tegole di un tetto

Non ci sono dei dati chiari sulle differenze di performance tra queste due modalità. Ad oggi vanno quindi considerate solamente come due scelte diverse per l’assemblaggio della cella.

Doppio vetro vs bifaccialità

Molto spesso si confonde il termine doppio vetro (o dual glass) con il concetto di bifaccialità del modulo.

• Doppio vetro (Dual Glass): la cella è racchiusa tra due strati di vetro (tipicamente 1,6 o 2 mm). Questo aumenta la resistenza ai microcrack e riduce il degrado, ma riduce leggermente la resistenza ai drop-ball test (-8/10%).

• Bifaccialità: la capacità del modulo di produrre energia da entrambi i lati.
  Può essere realizzata sia con:

  • doppio vetro con parte posteriore trasparente
  • vetro frontale e tedlar trasparente sul retro.

Le due cose non sono strettamente collegate. Un modulo bifacciale non è necessariamente anche doppio vetro, e viceversa.

Grandine

Tutti i moduli fotovoltaici con certificato IEC 61215 sono testati per resistere a chicchi di grandine di 25mm a 83km/h. Alcuni moduli possono presentare certificati di resistenza alla grandine con dimensione maggiore dei chicchi (30/40mm).