Esplora Modulo
Lõpetamise nõuded
Attività di brainstorming in classe
Domanda guida. Senza luce, non c’è corrente fotovoltaica: cosa succede ai fotoni quando entrano nella cella solare e come generano un segnale elettrico in percentage di alimentare i dispositivi?
Domande di stimolo
Cosa determina se un fotone può generare elettricità in una cella solare?
L’energia del fotone deve superare il gap energetico del semiconduttore; il gap del silicio (~1,1 eV) significa che solo i fotoni con lunghezza d’onda inferiore a ~1100 nm (luce visibile e vicino infrarosso) possono liberare elettroni e generare corrente.
L’energia del fotone deve superare il gap energetico del semiconduttore; il gap del silicio (~1,1 eV) significa che solo i fotoni con lunghezza d’onda inferiore a ~1100 nm (luce visibile e vicino infrarosso) possono liberare elettroni e generare corrente.
Perché non possiamo utilizzare tutta la luce solare che colpisce un pannello solare?
Perché i fotoni con energia inferiore al gap attraversano la cella senza generare portatori di carica, mentre i fotoni con energia molto superiore disperdono l’energia in eccesso come calore. Per questo motivo le celle al silicio a giunzione singola hanno un’efficienza massima teorica di ~33% (limite di Shockley-Queisser).
Perché i fotoni con energia inferiore al gap attraversano la cella senza generare portatori di carica, mentre i fotoni con energia molto superiore disperdono l’energia in eccesso come calore. Per questo motivo le celle al silicio a giunzione singola hanno un’efficienza massima teorica di ~33% (limite di Shockley-Queisser).
La cella solare “immagazzina” elettricità come una batteria?
No; la cella solare genera corrente solo quando è illuminata. L’effetto fotovoltaico produce separazione e flusso di carica in tempo reale; per immagazzinare energia serve una batteria o un condensatore esterno.
Perché alcuni pannelli solari funzionano meglio alla luce diretta che all’ombra?
Perché l’intensità luminosa (flusso di fotoni) influisce direttamente sul numero di coppie elettrone-lacuna generate. Minore intensità significa meno fotoni, meno portatori di carica e minore corrente in uscita. La tensione rimane relativamente stabile, ma la corrente diminuisce sensibilmente.
Perché l’intensità luminosa (flusso di fotoni) influisce direttamente sul numero di coppie elettrone-lacuna generate. Minore intensità significa meno fotoni, meno portatori di carica e minore corrente in uscita. La tensione rimane relativamente stabile, ma la corrente diminuisce sensibilmente.
Micro-compito.
Etichetta gli strati di una cella solare (rivestimento antiriflesso, silicio di tipo N, giunzione P-N, silicio di tipo P, contatto posteriore) utilizzando una scheda o un diagramma interattivo.
Risorsa suggerita: Diagramma della struttura di una cella solare - Encyclopædia Britannica
https://www.britannica.com/technology/solar-cell
Etichetta gli strati di una cella solare (rivestimento antiriflesso, silicio di tipo N, giunzione P-N, silicio di tipo P, contatto posteriore) utilizzando una scheda o un diagramma interattivo.
Risorsa suggerita: Diagramma della struttura di una cella solare - Encyclopædia Britannica
https://www.britannica.com/technology/solar-cell