“Fotovoltaico” vuol dire, sia letteralmente che praticamente, “luce-elettricità”.

Nel 1918, dopo che diversi scienziati avevano notato una reazione di alcuni metalli alla luce, il polacco Jan Czochralski sviluppò un procedimento per produrre silicio cristallino. Fu questo a rendere possibile, trentacinque anni dopo, la presentazione da parte dei Bell Laboratoires della prima vera cella al silicio, che aveva un’efficienza del 4,5%, portata pochi mesi dopo al 6%.

Nel 1958 il "lancio", è il caso di dirlo. La prima ambiziosa applicazione delle celle fotovoltaiche è nel satellite Vanguard I, il primo veicolo orbitante ad essere alimentato dall’energia solare! Le sue celle al silicio gli forniscono energia per quasi un decennio, finché venne disattivato. Un successo tale che le celle fotovoltaiche divennero parte integrante di ogni progetto spaziale.

Quell'anno, l’efficienza delle celle Hoffman Electronics arriva a un 8%, poi al 9%, al 10%, fino al 14% e agli odierni valori.

Le celle standard attualmente in uso nei pannelli fotovoltaici hanno un'efficienza di conversione - cioè, convertono la radiazione solare in elettricità - fra il 10% ed il 15%. Le migliori, 18%.

La cella è il componente elementare del sistema. È una fetta di materiale semiconduttore, fino ad ora quasi sempre silicio (l’elemento più diffuso in natura, dopo l’ossigeno), d’uno spessore di 0,3 millimetri. Il silicio viene “drogato” (si dice proprio così) con atomi di boro su una faccia e di fosforo dall’altra. Nella zona di contatto tra i due strati a diverso drogaggio si determina un campo elettrico; quando la cella è esposta alla luce, si generano cariche elettriche che, se le due facce sono collegate da un utilizzatore, vengono convogliate in un flusso d’elettroni.

Una cella di 10 centimetri di lato fornisce una corrente di 3 A, una tensione di 0,5 V e una potenza di 1,5 – 1,7 W.

Più celle insieme formano il "modulo": una struttura robusta e maneggevole, in grado di garantire decenni e decenni di funzionamento, anche in condizioni ambientali difficili.

Un insieme di moduli, assemblati in una struttura comune, costituisce un "pannello" e più pannelli collegati in serie una "stringa".

Si possono installare impianti fotovoltaici isolati, “stand – alone”, e impianti connessi alla rete elettrica di distribuzione, “grid – connected”. Nei primi l'energia prodotta alimenta direttamente qualcosa e la parte in più si accumula in batterie. Nell'impianto grid - connected l'energia viene convertita da continua in alternata per essere immessa nella rete, con cui lavora in regime di interscambio.

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