Le celle solari sono dispositivi fotovoltaici che convertono la luce in elettricità. Una delle prime celle solari è stata creata negli anni ’50 presso i Bell Laboratories. Da allora, gli scienziati hanno sviluppato numerosi tipi di celle.
Una delle più popolari sono le celle solari monocristalline. Hanno guadagnato grande attenzione sin dal loro sviluppo a causa della loro elevata efficienza e rappresentano la quota di mercato più elevata nel settore fotovoltaico a partire dal 2019.
Le celle solari monocristalline sono celle solari realizzate in silicio monocristallino, un cristallo monopezzo di silicio ad alta purezza. Conferisce alcune proprietà eccezionali alle celle solari rispetto alla concorrenza.
È possibile distinguere le celle solari monocristalline dalle altre per il la loro tonalità nero scuro. Tutti gli angoli delle celle sono tagliati; questo accade durante il processo di produzione. Un’altra caratteristica distintiva è la loro rigidità e fragilità. Non troverai mai celle monocristalline in una forma flessibile a causa del loro grande spessore.
La teoria di funzionamento delle celle solari monocristalline è molto simile a quella delle tipiche celle solari. Non c’è una grande differenza, tranne per il fatto che utilizziamo il silicio monocristallino come materiale fotovoltaico.
Quando la luce di opportune frequenze cade sulla giunzione p-n, viene generato un gran numero di elettroni. Quindi entrano nel circuito attraverso lo strato di tipo n, mentre i portatori di carica positiva, entrano nel circuito attraverso lo strato di tipo p.
L’efficienza di laboratorio delle celle solari monocristalline è gradualmente aumentata nel tempo. C’è stato un salto di efficienza dall’8 al 10% negli ultimi due decenni.
Le efficienze di laboratorio tipiche delle celle monocristalline sono comprese tra il 20% e il 25%. Nel 2017, la Kaneka Corporation ha raggiunto l’attuale record di efficienza più alto del 26,7%.
Ma bisogna ricordare che l’efficienza delle celle solari è diversa dall’efficienza dei moduli solari. Le celle solari saranno sempre più efficienti dei loro moduli. Anche se le celle solari monocristalline hanno raggiunto un’efficienza superiore al 25% nei laboratori, l’efficienza dei moduli monocristallini sul campo non ha mai superato il 23%.