1° generazione FV
Per moduli fotovoltaici di 1° generazione si intende la tecnologia che utilizza, come semiconduttore, i cristalli di silicio, sia monocristallino e sia policristallino. Il silicio è sensibile soltanto alle radiazioni dello spettro solare che hanno lunghezza d'onda inferiore a 1.14 micron, cioè a una stretta fascia di componenti dello spettro, quelle che vanno dal violetto all'arancione. Per tutta la parte dello spettro che va dal rosso all'infrarosso vicino e lontano, il silicio risulta praticamente trasparente. Quindi, il silicio riesce a sfruttare,per la conversione fotovoltaica, soltanto una parte piccola dello spettro solare, all'incirca il 40 per cento dell'energia totale incidente. E' evidente allora che l'efficienza di conversione delle celle al silicio parte penalizzata da questo taglio iniziale e ciò si traduce nel fatto che il limite teorico massimo per l'efficienza raggiunge soltanto il 27 per cento. Il valore sperimentale massimo del 24.7 per cento raggiunto faticosamente in laboratorio nel corso degli anni testimonia della presenza di questo limite.  www.galileonet.it 
I più efficienti moduli di 1° generazione presenti nel mercato hanno un'efficienza inferiore al 20%

La ricerca nelle tecniche fotovoltaiche per i moduli di 1° generazione è concentrata sopratutto nell'ottimizzazione dei costi di produzione, le linee principali seguite sono  2:

1) Utilizzare al meglio i cristalli di silicio, i quali da soli rappresentano il 25% del costo complessivo di un sistema FV, in questa linea di ricerca e sviluppo si inserisce la tecnologia Sliver   la tecnologia a contatti sepolti (LGBG) sviluppata da BP Solar, simile alla tecnica Double-sided Buried Contact (DSBC)

2) Produzione di cristalli di silicio di grado solare a costi inferiori rispetto ai cristalli di grado elettronico ( o di grado solare ottenuti dal riciclaggio dei cristalli di grado elettronico), in pratica si tratta di sviluppare sistemi di produzione di cristalli di silicio dedicati all'industria fotovoltaica, in modo da ridurre i costi di produzione ma anche di soddisfare la sempre crescente domanda di tale materia prima, necessaria all'industria fotovoltaica basata sui moduli di prima generazione. Un esempio di produzione dedicata è nella nuova unità produttiva della Dow Corning


Schema di sezione di una cella FV Sliver (fonte immagine)

Una relazione tecnica sulle (abbastanza limitate) prospettive e sui vantaggi della produzione di cristalli di silico "solar grade" www.aspoitalia.net



 String Ribbon

Una tecnologia già avviata in campo commerciale (2,6% sul totale di produzione di moduli FV nel 2006) ma con buoni margini di ulteriore evoluzione, con la quale due cavi ad alta temperatura vengono fatti scorrere verticalmente attraverso una sottile superficie di silicio fuso. Il silicio fuso si fissa tra i due cavi e si solidifica formando una stringa. Il contenitore col silicio fuso man mano che si svuota viene continuamente riempito. Le stringhe che si formano, srotolate da una bobina, raggiungono una lunghezza finale di circa un metro e vengono sottoposte a più tagli in modo da ottenere più fette di silicio da sottoporre a trattamenti chimico-fisici che portano alle celle fotovoltaiche.

Mentre con i metodi di produzione tradizionali servono 11 g di silicio per produrre 1 Wp, con la tecnologia String Ribbon ne bastano 7.


Fonte: www.evergreensolar.com

 


 


 


 


Sistemi integrati fotovoltaico-termici


Anche lo sviluppo di sistemi termo/fotovoltaici sono interessanti, in pratica si tratta di integrare moduli fotovoltaici con collettori termosolari, in modo da avere la cogenerazione di energia elettrica e di energia termica, in questo modo si possono avere contenimenti dei costi vista l'integrazione del supposrto e del montaggio ma anche una migliore efficienza del sistema fotovoltaico che ha più bassi rendimenti quando surriscaldato, il sistema termosolare integrato sarebbe in grado di mantenere alla giusta temperatura il modulo fotovoltaico, migliorandone le prestazioni.
www.pv-t.org
Bisogna però considerare che d'estate, quando i moduli fv avrebbero maggior necessità di scambiare calore con dei collettori solari, la necessità di acqua calda è minore, diverso sarebbe il discorso adottando sistemi di condizionamento ad assorbimento, in questo modo la necessità di energia termica sarebbe considerevole anche d'estate.
Un esempio di sistema integrato FV-termico in Lombardia
www.seccosistemi.it











Moduli FV-termico