Il funzionamento dei pannelli solari si basa su una tecnologia che converte l’energia che ci arriva dal Sole in elettricità. Ma qual è il meccanismo? Ecco tutto quello che c’è da sapere.
L’idea che l’energia solare potesse produrre energia elettrica viene da lontano, addirittura dal diciannovesimo secolo. Fu lo scienziato francese Edmond Becquerel, nel 1839, a capire che alcuni materiali producevano scintille se colpiti dal Sole. Si capì solo dopo che alcuni oggetti avevano una proprietà intrinseca (chiamata, appunto, effetto fotovoltaico) che poteva essere sfruttata per produrre energia. I primi prototipi di celle fotovoltaiche erano fatti di selenio. Nel Novecento, però, si scoprì che il silicio era molto più performante. È l’elemento di cui sono fatti anche gli attuali pannelli fotovoltaici che vediamo sempre di più sopra ai tetti delle case di tutto il mondo. Ma come funziona di preciso un impianto fotovoltaico?
Come fanno i pannelli solari a creare energia elettrica
Partiamo dal presupposto che un singolo pannello è composto da unità più piccole, chiamate celle. In sostanza i fotoni provenienti dal Sole trasferiscono energia agli elettroni liberi che si trovano sulle celle di silicio. Questi a loro volta si “agitano”, producendo il flusso di elettricità. Ogni cella è formata da due strati di silicio, semiconduttore che viene impiegato, fra l’altro, anche nel campo della microelettronica. E per funzionare correttamente, ogni cella fotovoltaica deve stabilire un campo elettrico. È più o meno ciò che accade per un campo magnetico, in cui ci sono due poli opposti. Nel nostro caso, ci sono due cariche opposte separate che creano il campo elettrico.
Chi produce i pannelli fotovoltaici aggiunge atomi di un preciso elemento ai semiconduttori, con l’obiettivo di alterarne la stabilità elettronica. In questo caso, allo strato di silicio che c’è sopra alla cella viene aggiunto del fosforo, con l’obiettivo di caricarlo negativamente. Sullo strato che c’è sotto, invece, viene messo il boro, che gli fa assumere una carica positiva. Nell’esatto momento in cui il fotone colpisce un elettrone libero fra i due strati, il campo elettrico lo spinge verso le piastre metalliche che si trovano ai lati della cella, che a loro volta lo trasferiscono nei cavi elettrici. A quel punto entra in gioco un dispositivo elettronico chiamato inverter, che converte la corrente continua generata dai pannelli in corrente alternata.
