Come fa l’energia solare a trasformarsi in elettricità? Il funzionamento dei pannelli fotovoltaici

Le nostre case, o in generale un qualsiasi stabilimento, può essere alimentato attraverso l'elettricità derivante dai pannelli solari fotovoltaici. Ma come fanno questi dispositivi a trasformare l'energia del sole in corrente elettrica? In questo video entriamo all'interno di una cella solare e vediamo come funzionano i vari strati da cui sono composti da un punto di vista chimico-fisico.

Prima di tutto dobbiamo fare una premessa: la corrente elettrica, in sostanza, non è altro che elettroni in movimento. Questi elettroni sono delle particelle cariche negativamente presenti in qualsiasi atomo di qualunque cosa presente nel nostro universo. Ciò che quindi dobbiamo fare è riuscire a mettere in moto questi elettroni per generare l'elettricità.

Per riuscire a fare questo, possiamo utilizzare l'energia della luce solare e sfruttare le proprietà chimico-fisiche degli strati di silicio contenuti in una cella solare (l'unità dei pannelli).

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Pannelli solari, cosa sono e quali sono le principali tipologie

Nel video vediamo nel dettaglio quali sono gli strati principali che compongono una cella solare e le loro funzioni. In particolare entriamo all'interno degli strati di silicio di tipo N e di tipo P. Questi due strati, infatti, sono quelli che riescono effettivamente a produrre la corrente grazie alle impurità presenti al loro interno: il silicio di tipo N contiene impurezze di fosforo e il silicio di tipo P impurezze di boro.

Queste impurezze hanno un numero di elettroni diverso rispetto al silicio e quindi all'interno dei due strati saranno presente degli elettroni liberi di muoversi. Sempre all'interno del video vi mostriamo nello specifico le differenze nella struttura elettronica degli atomi di silicio, fosforo e boro.

Nel momento in cui poi i due strati entrano in contatto, si genera una differenza di potenziale (come se fosse una pila in pratica) grazie al passaggio di elettroni dallo strato di silicio di tipo N a quello di tipo P. Si forma quindi uno strato carico positivamente e uno negativamente.

A questo punto, l'energia del sole permetterà a questi elettroni di muoversi liberamente, di scorrere nel filo conduttore e generare la corrente.

Nel video quindi vi mostriamo a grandi linee come funziona un pannello solare fotovoltaico ma abbiamo necessariamente fatto le dovute semplificazioni per rendere il principio di funzionamento dei pannelli il più comprensibile possibile.