Celula solară
Celulele solare au numeroase aplicații. Ele sunt utilizate de mult timp în situații în care nu este disponibilă energie electrică de la rețeaua electrică, cum ar fi în sistemele de alimentare din zonele îndepărtate, sateliții pe orbita Pământului și sondele spațiale, sistemele de consum, de exemplu, calculatoarele de mână sau ceasurile de mână, radiotelefoanele la distanță și aplicațiile de pompare a apei. Mai recent, acestea încep să fie utilizate în ansambluri de module solare conectate la rețeaua electrică prin intermediul unui invertor, adesea în combinație cu contorizarea netă.
Celulele solare sunt considerate ca fiind una dintre tehnologiile cheie pentru o aprovizionare durabilă cu energie.
Trei generații de dezvoltare
Prima
Prima generație de panouri fotovoltaice constă într-o diodă de joncțiune p-n cu un singur strat, de suprafață mare, care este capabilă să genereze energie electrică utilizabilă din surse de lumină cu lungimi de undă asemănătoare luminii solare. Aceste celule sunt realizate, de obicei, folosind o placă de siliciu. Celulele fotovoltaice de primă generație (cunoscute și sub denumirea de celule solare pe bază de plachete de siliciu) reprezintă tehnologia dominantă în producția comercială de celule solare, reprezentând peste 86% din piața de celule solare.
Al doilea
A doua generație de materiale fotovoltaice se bazează pe utilizarea depozitelor de semiconductori în peliculă subțire. Inițial, aceste dispozitive au fost concepute pentru a fi celule fotovoltaice cu joncțiune multiplă, cu randament ridicat. Ulterior, s-a observat avantajul utilizării unui strat subțire de material, reducând masa de material necesară pentru proiectarea celulelor. Acest lucru a contribuit la prezicerea unor costuri mult reduse pentru celulele solare cu peliculă subțire. În prezent (2007), există diferite tehnologii/materiale semiconductoare în curs de cercetare sau în producție de masă, cum ar fi siliciul amorf, siliciul policristalin, siliciul microcristalin, telurura de cadmiu, seleniura/sulfura de cupru și indiu. În mod obișnuit, randamentele celulelor solare cu peliculă subțire sunt mai mici în comparație cu celulele solare pe bază de siliciu (pe bază de plachete), dar costurile de fabricație sunt, de asemenea, mai mici, astfel încât se poate obține un preț mai mic în termeni de $/watt de putere electrică. Un alt avantaj al masei reduse este acela că este nevoie de mai puțin suport la amplasarea panourilor pe acoperișuri și permite montarea panourilor pe materiale ușoare sau flexibile, chiar și pe materiale textile. Acest lucru permite realizarea de panouri solare portabile, care pot încăpea într-un rucsac și pot fi folosite pentru a alimenta telefoane mobile sau laptopuri în zone îndepărtate.
Al treilea
Cea de-a treia generație de sisteme fotovoltaice este foarte diferită de celelalte două, fiind definită, în linii mari, ca dispozitive semiconductoare care nu se bazează pe o joncțiune p-n tradițională pentru a separa purtătorii de sarcină fotogenerată. Aceste noi dispozitive includ celulele fotoelectrochimice, celulele solare din polimeri și celulele solare cu nanocristale.
Printre companiile care lucrează la fotovoltaice de a treia generație se numără Xsunx, Konarka Technologies, Inc. , Nanosolar și Nanosys. Cercetări în acest domeniu sunt efectuate și de către Laboratorul Național pentru Energie Regenerabilă din SUA (http://www.nrel.gov/).
