Uno dei fattori più importanti per determinare la capacità dei pannelli solari di convertire la luce solare in energia elettrica utilizzabile è la loro efficienza. Nel settore dell'energia solare, i pannelli solari convenzionali al silicio hanno da tempo una posizione di forza nella tecnologia. D'altra parte, il film solare in EPE (polietilene espanso) è diventato un valido sostituto. L'obiettivo di questo articolo è quello di presentare un esame approfondito dell'efficienza del film EPE fotovoltaico rispetto ai pannelli solari convenzionali al silicio.
Efficienza dei pannelli solari tradizionali al silicio
Per molti anni sono stati ampiamente utilizzati i pannelli solari convenzionali al silicio. In genere sono composti da silicio monocristallino o policristallino. L'efficienza di conversione dell'energia di questi pannelli è solitamente compresa tra 15% e 20%. I pannelli in silicio policristallino hanno un'efficienza leggermente inferiore, in media tra 15% e 17%, rispetto ai pannelli in silicio monocristallino, che in genere offrono efficienze maggiori, tra 18% e 20%.
Al momento, film EPE fotovoltaico ha un'efficienza di conversione di potenza compresa tra 8% e 12%. Per essere più competitivi rispetto ai pannelli solari convenzionali in silicio, i film EPE vengono sviluppati con l'obiettivo di aumentarne l'efficienza. È fondamentale ricordare che, sebbene il film EPE non sia efficiente come i pannelli al silicio, in alcune applicazioni i suoi altri vantaggi - come la flessibilità, il design leggero e l'integrazione estetica - possono compensare la minore efficienza.
Elementi che influenzano la produttività
L'efficienza dei film fotovoltaici EPE e dei pannelli solari convenzionali in silicio è influenzata da molti fattori:
a. Proprietà dei materiali: L'efficienza di una cella solare è direttamente influenzata dal bandgap, dalla mobilità degli elettroni e dalla capacità di assorbimento della luce dei materiali che la compongono. Mentre il film EPE è attualmente in fase di sviluppo per massimizzare la selezione dei materiali, i pannelli solari a base di silicio hanno caratteristiche ben consolidate.
b. metodi di produzione: L'efficienza dei pannelli di silicio e dei film EPE è fortemente influenzata dai metodi di produzione utilizzati. Le celle solari possono avere prestazioni migliori se i processi di formazione, drogaggio e deposizione degli strati sono ben controllati.
c. Gestione della luce: L'efficacia dei pannelli solari dipende in larga misura dalla loro capacità di assorbire e utilizzare in modo efficiente la luce solare. Per ottimizzare l'assorbimento della luce, i pannelli in silicio e le pellicole in EPE utilizzano una serie di strategie di cattura della luce e antiriflesso.
Prospettive e difficoltà per il futuro
Con il miglioramento dei materiali, dei processi produttivi e delle topologie dei dispositivi, si prevede che l'efficienza dei film EPE fotovoltaici aumenterà nei prossimi anni. La ricerca è ancora in corso per trovare nuovi modi per migliorare gli strati di trasporto della carica, le strutture tandem e i materiali di perovskite per aumentare la stabilità e l'efficienza di conversione dell'energia dei film EPE.
Tuttavia, vi sono ancora difficoltà nel raggiungere un'elevata efficienza, preservando al contempo l'economicità, la scalabilità e la durata. Per garantire prestazioni a lungo termine, sono in corso ricerche sulla stabilità dei film EPE durante l'esposizione prolungata ai raggi solari, alle variazioni di temperatura e ai fattori ambientali.
In conclusione, i film fotovoltaici in EPE offrono vantaggi evidenti come la flessibilità, la leggerezza e l'integrazione estetica, anche se i pannelli solari in silicio standard hanno oggi un'efficienza migliore. L'efficienza dei film EPE è compresa tra 8% e 12%, e sono in corso ulteriori ricerche per aumentare questo valore. Il film EPE ha il potenziale per ampliare lo spettro delle applicazioni dell'energia solare e per integrare i pannelli al silicio convenzionali, grazie all'aumento della sua efficienza. Ciò è particolarmente vero nei settori in cui la flessibilità e la perfetta integrazione sono fondamentali.
Sebbene la resistenza all'acqua, agli agenti atmosferici e ai raggi ultravioletti dell'EPE sia più debole di quella del POE come pellicola adesiva composita, il film ha comunque la forte resistenza al PID del POE, le proprietà antiscivolo, il basso numero di bolle e l'alto tasso di resa della pellicola adesiva EVA trasparente. Rispetto al film EVA traslucido, la trasmittanza luminosa, le prestazioni e il costo sono tutti superiori a quelli del film POE. Il suo mercato è cresciuto rapidamente alla luce della crescente domanda di efficienza di generazione di energia dei moduli solari da parte dei consumatori.
