L'energia solar lidera la revolució verda. Si estàs considerant instal·lar un sistema solar fotovoltaic (PV) a casa teva, no cal que sàpigues com funcionen les cèl·lules fotovoltaiques. El vostre contractista solar coneix els detalls i sap quins tipus de panells utilitzar en una aplicació determinada.
Però els sistemes fotovoltaics costen molts diners i, en general, els clients estan interessats a conèixer el màxim possible sobre els detalls. Com més entenguis, millor serà el teu propi procés de presa de decisions.
Una cèl·lula fotovoltaica estàndard és un sandvitx de semiconductor prim, amb dues capes de silici altament purificat. Les matrius fotovoltaiques no són més que enormes matrius d'entrepans de semiconductors interconnectats. Els sistemes fotovoltaics utilitzables comprenien tot tipus d'equips que protegeixen l'usuari de les descàrregues elèctriques, emmagatzemen l'electricitat en bancs de bateries i converteixen el corrent continu (DC) en corrent altern (AC), que és el que la gent utilitza a les seves cases. Però al cor de cada sistema hi ha un procés de conversió senzill.

Una cèl·lula fotovoltaica transforma la llum en electricitat.
Una cel·la bàsica té un gruix al voltant d'1/100 de polzada, amb una àmplia gamma de superfícies. Una vida útil típica és de més de 25 anys, i hi ha cèl·lules que han produït electricitat de manera fiable durant més de 40 anys. Aquesta longevitat es deu en última instància als recobriments i estructures d'emmarcació que protegeixen les cèl·lules.
Un mòdul és un conjunt de cèl·lules individuals, connectades en sèrie i en paral·lel dissenyades per obtenir un rendiment òptim.

En una connexió en sèrie, la tensió és additiva, mentre que en una connexió en paral·lel, el corrent és additiu.
Una cèl·lula fotovoltaica típica produeix al voltant de mig volt de sortida elèctrica. Quan es connecten 36 cèl·lules fotovoltaiques en sèrie, el resultat és un mòdul de 18 volts. Un mòdul o panell és un nombre de cèl·lules individuals interconnectades i allotjades en un producte acabat. Un mòdul fotovoltaic típic d'una aplicació residencial mesura uns 2,5 peus per 5 peus, ja sigui blavós o negre. Els marcs són de color alumini o negre, i aquest últim és l'elecció aclaparadora de la majoria de propietaris en aquests dies (només es veuen millor).
És possible aconseguir una àmplia gamma de sortides de tensió i corrent, depenent de com es connectin les cèl·lules individuals. La quantitat d'energia que pot produir un mòdul és una funció de la superfície total, així com de la quantitat de llum solar que incideix sobre el mòdul.
Els mòduls típics són rectangulars i estan disponibles en una varietat de mides i configuracions. Els mòduls petits (el tipus que s'utilitzen a les calculadores de mà) produeixen menys d'un watt de potència, mentre que un mòdul residencial típic produeix uns 200 watts de potència, més o menys.
Els mòduls es caracteritzen per:
-
Material cel·lular, o el tipus de procés de silici que s'utilitza
-
Material de vidre
-
Estructura i connexions elèctriques
La característica més important d'una cèl·lula és la composició de l'estructura de silici. Les cèl·lules cristal·lines simples es poden colar en un lingot de cristalls múltiples. O els materials cristal·lins també es poden dipositar com una pel·lícula fina, que es coneix com a silici amorf .
Les hòsties de silici individuals utilitzades per fabricar cèl·lules fotovoltaiques estan incrustades amb contactes metàl·lics (cables). Les cèl·lules estan recobertes d'un material antireflex de manera que la màxima quantitat de llum solar s'absorbeix a cada cèl·lula.
Les cèl·lules monocristal·lines són més eficients que les policristalines perquè, a les cèl·lules policristalines, els límits entre grans introdueixen resistència al flux de corrent (que consumeix energia). El silici amorf és molt menys costós de fabricar, però només és al voltant de la meitat d'eficiència per convertir la llum solar en energia elèctrica utilitzable. En termes pràctics, això significa que un sistema amorf requereix el doble de superfície per produir la mateixa quantitat d'energia. Depenent de la superfície disponible, això pot ser un problema o no. A la majoria d'aplicacions residencials, l'espai adequat al sostre és limitat, de manera que l'eficiència és un factor important.