Cella solare
Le celle solari hanno molte applicazioni. Sono state a lungo utilizzate in situazioni in cui l'energia elettrica dalla rete non è disponibile, come nei sistemi di alimentazione di aree remote, satelliti in orbita attorno alla Terra e sonde spaziali, sistemi di consumo, ad esempio calcolatrici portatili o orologi da polso, radiotelefoni remoti e applicazioni di pompaggio dell'acqua. Più recentemente, stanno iniziando ad essere utilizzati in gruppi di moduli solari collegati alla rete elettrica attraverso un inverter, spesso in combinazione con il net metering.
Le celle solari sono considerate come una delle tecnologie chiave verso un approvvigionamento energetico sostenibile.
Tre generazioni di sviluppo
Prima
Il fotovoltaico di prima generazione consiste in un diodo a giunzione p-n di grande superficie e a singolo strato, che è in grado di generare energia elettrica utilizzabile da fonti di luce con le lunghezze d'onda della luce solare. Queste celle sono tipicamente realizzate con un wafer di silicio. Le celle fotovoltaiche di prima generazione (note anche come celle solari basate su wafer di silicio) sono la tecnologia dominante nella produzione commerciale di celle solari, rappresentando più dell'86% del mercato delle celle solari.
Secondo
La seconda generazione di materiali fotovoltaici si basa sull'uso di depositi a film sottile di semiconduttori. Questi dispositivi sono stati inizialmente progettati per essere celle fotovoltaiche ad alta efficienza e a giunzione multipla. Più tardi, è stato notato il vantaggio di utilizzare un film sottile di materiale, riducendo la massa di materiale richiesto per la progettazione della cella. Questo ha contribuito alla previsione di costi notevolmente ridotti per le celle solari a film sottile. Attualmente (2007) ci sono diverse tecnologie/materiali semiconduttori in fase di studio o in produzione di massa, come il silicio amorfo, il silicio policristallino, il silicio microcristallino, il tellururo di cadmio, il seleniuro/solfuro di rame indio. Tipicamente, le efficienze delle celle solari a film sottile sono più basse rispetto alle celle solari in silicio (basate su wafer), ma anche i costi di produzione sono più bassi, per cui si può ottenere un prezzo inferiore in termini di $/watt di potenza elettrica. Un altro vantaggio della massa ridotta è che è necessario meno supporto quando si collocano i pannelli sui tetti e permette di montare i pannelli su materiali leggeri o flessibili, anche tessili. Questo permette di avere pannelli solari portatili arrotolabili, che possono stare in uno zaino ed essere usati per alimentare telefoni cellulari o computer portatili in aree remote.
Terzo
Il fotovoltaico di terza generazione è molto diverso dagli altri due, definito in generale come dispositivi a semiconduttore che non si basano su una tradizionale giunzione p-n per separare i portatori di carica fotogenerati. Questi nuovi dispositivi includono celle fotoelettrochimiche, celle solari polimeriche e celle solari a nanocristalli.
Le aziende che lavorano sul fotovoltaico di terza generazione includono Xsunx, Konarka Technologies, Inc. Nanosolar e Nanosys. Anche il National Renewable Energy Laboratory degli Stati Uniti (http://www.nrel.gov/) sta facendo ricerca in questo settore.
