Quali sono le diverse generazioni di celle solari?
Esistono tre generazioni di base di celle solari, anche se una non esiste ancora e la ricerca è in corso. Sono designati come primo, secondo e terzo e differiscono in base al costo e all'efficienza.
La prima generazione è costosa, ad alta efficienza. Queste celle solari sono prodotte in modo simile ai computer, che coinvolgono silicio estremamente puro, utilizzano una singola giunzione per l'estrazione di energia dai fotoni e sono molto efficienti, avvicinando la loro efficienza teorica al massimo del 33%. Nel 2007, i prodotti di prima generazione rappresentavano l'89,6% della produzione commerciale, sebbene da allora la quota di mercato sia diminuita. I processi di produzione utilizzati per produrli sono intrinsecamente costosi, il che significa che queste celle potrebbero impiegare anni per pagare i costi di acquisto. Non si pensa che le celle di prima generazione saranno in grado di fornire energia più conveniente rispetto alle fonti di combustibili fossili.
La seconda generazione, che è stata in fase di intenso sviluppo negli anni '90 e nei primi anni 2000, sono celle a basso costo e bassa efficienza. Si tratta più frequentemente di celle solari a film sottile, design che utilizzano materiali minimi e processi di produzione economici. I materiali più popolari usati per questo tipo sono il rame indio selenuro di gallio, il tellururo di cadmio (CdTe), il silicio amorfo e il silicio micromorfo.
Un esempio standard di celle di seconda generazione sarebbero quelle realizzate da Nanosolar, che utilizza una macchina speciale per stampare le celle a una velocità estremamente elevata. Sebbene queste celle abbiano solo un'efficienza di conversione del 10-15%, il calo dei costi ha più che compensato questo deficit. Le celle di seconda generazione hanno il potenziale per essere più convenienti rispetto ai combustibili fossili.
Le celle solari di terza generazione sono solo un obiettivo di ricerca e non esistono ancora. L'obiettivo della ricerca sull'energia solare è produrre celle a basso costo e ad alta efficienza. È probabile che si tratti di celle a film sottile che utilizzano nuovi approcci per ottenere efficienze nell'intervallo del 30-60%. Alcuni analisti prevedono che le cellule di terza generazione potrebbero iniziare a essere commercializzate intorno al 2020, ma questa è solo una supposizione. Le tecnologie associate ai prodotti di terza generazione includono celle fotovoltaiche multi-giunzione, celle tandem, celle nanostrutturate per raccogliere meglio la luce incidente e utilizzare la generazione termica in eccesso per migliorare le tensioni o la raccolta del vettore.