Produzione delle celle e assemblaggio dei moduliL'inverter solare è il componente chiave di un impianto fotovoltaico. Per questo è importante prenders

Ora che il processo di fabbricazione delle placche di silicio è stato chiarito (o almeno lo speriamo), vi spiegheremo come si passa da queste placche di silicio ai pannelli solari. Fabbricazione delle celle, assemblaggio, collegamenti; ecco il sommario del nostro articolo.

La fabbricazione delle celle

Una volta che le placche di silicio sono formate e tagliate, lo scopo della fase successiva è sfruttare le proprietà semiconduttrici del materiale e trasformare l'energia luminosa in energia elettrica. L'effetto fotovoltaico, che abbiamo dettagliato in un precedente articolo (link), consiste in un trasferimento di energia dai fotoni della luce agli elettroni del silicio, permettendo loro di muoversi. Questi elettroni vengono poi attratti fuori dal materiale tramite un elettrodo di raccolta collegato al circuito elettrico esterno. Come si procede dunque?

Il principio consiste nel creare diversi strati per portare la corrente elettrica fuori dalla placca e alimentare la rete. Vediamo come vengono realizzati questi strati.

• Decapaggio: le placche dopate p con boro durante la cristallizzazione vengono decapate in un bagno chimico per eliminare i difetti superficiali creati durante il processo di taglio delle placche.
• Testurizzazione: la superficie viene texturizzata in piccole piramidi o imbuti per migliorare la raccolta dei fotoni riducendo la riflessione. Questa fase può essere realizzata anche tramite un bagno chimico.
• Dopaggio: la zona dopata n viene formata mediante diffusione termica di fosforo effettuata con un forno a passaggio riscaldato a una temperatura compresa tra 800°C e 900°C. Sotto l'effetto del calore, si forma uno strato residuo di silicato di fosforo che viene successivamente rimosso tramite un bagno chimico.
• Rimozione dei bordi della placca: lo strato n+ viene poi rimosso dai bordi della placca per separare l'emettitore e la faccia posteriore.
• Strato antiriflesso: uno strato antiriflesso viene depositato sulla faccia anteriore, che consente anche di migliorare la conduttività delle celle limitando le ricombinazioni tra le cariche (cioè le reazioni tra elettroni all'interno del silicio che quindi non contribuiscono a creare una corrente elettrica).
• Dopaggio del campo posteriore (p+): viene dopato mediante diffusione di alluminio. Questa faccia funge anche da conduttore ohmico con l'elettrodo posteriore.
• Metallizzazione: i contatti elettrici vengono depositati. Sulla faccia anteriore si tratta di un contatto serigrafato in argento che formerà l'elettrodo - e sulla faccia posteriore di un contatto serigrafato in alluminio (elettrodo +).

La cella è ora costruita. Un'ultima fase consiste nel testare elettricamente le celle per conoscere le loro caratteristiche elettriche. Viene quindi effettuata una selezione delle celle per ottimizzare il loro assemblaggio.

L'assemblaggio in moduli

Data la fragilità e la sofisticazione delle celle fotovoltaiche, i moduli servono principalmente a proteggerle dall'ambiente esterno.

Ma svolgono anche un ruolo nell'ottimizzazione delle loro prestazioni, limitando le perdite ottiche e evitando il surriscaldamento delle celle, che riduce la loro efficienza.

1a fase: Il collegamento delle celle, che consiste nel collegarle in catena e poi interconnetterle per creare una matrice.

2a fase: L'incapsulamento. Le celle sono posizionate tra uno strato di vetro (faccia anteriore) e uno strato di tedlar (faccia posteriore). Questo processo viene realizzato tramite laminazione a caldo.

3a fase: L'inquadratura. Si tratta semplicemente di creare un telaio per il modulo. Questa fase non è obbligatoriamente realizzata.

4a fase: Collegamento delle scatole di giunzione. Vengono aggiunte scatole di giunzione che contengono diodi di protezione e che consentono il collegamento del modulo alla rete elettrica.

Come per la cella, viene quindi effettuato un test sotto luce artificiale calibrata per determinare le esatte caratteristiche elettriche del modulo.