Panouri fotovoltaice

Dintre toate componentele unui sistem fotovoltaic, panourile fotovoltaice sunt cele mai vizibile, cele mai scumpe și cele mai importante. Aceste echipamente, în cazul în care sunt expuse la lumină,  transformă un spectru a razelor solare în energie electrică. În cazul în care la bornele de ieșire a panourilor legăm un consumator, va apărea tensiune și se poate folosi cu scopul de a produce energie. Trebuie știut că în cazul în care panoul fotovoltaic expus la lumină nu este legat la un consumator, practic nu se întâmplă nimic, nu se creează tensiune la borne și acest fapt nu afectează panoul fotovoltaic în niciun fel.

Panourile fotovoltaice pot fi clasificate în mai multe feluri:

1. Panouri fotovoltaice cu cristale
1. monocristaline
2. policristraline
3. altele
2. Panouri fotovoltaice cu strat subțire (amorfe)

1. a-Si (siliciu amorf)
2. CdTe (telurura de cadmiu)
3. CIS, CIGS (Copper, Indimum, Galiu, Seleniu)
4. organice

Tehnologia de fabricare a panourilor fotovoltaice din cristale de siliciu

Este cea mai consacrată și veche tehnologie de fabricare a panourilor fotovoltaice. Aceste panouri au în componență felii subțiri din cristale de siliciu legate în paralel și/sau în serie. Tehnologia de fabricație s-a dezvoltat în două direcții, monocristaline și policristaline, ambele tehnologii având avantajele și dezavantajele lor.

În zilele noastre se caută continuu noi oportunități, materiale revoluționare și tehnologii noi pentru diversificarea pieței sistemelor fotovoltaice, dar la momentul actual producția de panouri fotovoltaice se axează aproape exclusiv pe panouri din cristale siliconice.

Panouri fotovoltaice cu strat subțire (amorfe)

Panourile fotovoltaice siliconice amorfe sunt realizate în pachete dintr-un material suport, de regulă plastic, sticlă sau metal, pe care este laminat un strat subțire de silicon amorf. Stratul de silicon este foarte subțire, de obicei nu depășește grosimea de 1-2 micrometru. Aceste pachete sunt legate în serie pentru a crește tensiunea de lucru a panoului. Avantajul major a acestor panouri este flexibilitatea structurii, poate fi realizat și în forme curbate în funcție de necesități. 

Primul panou fotovoltaic de acest tip a fost cel realizat pe baza tehnologiei a-Si (siliciu amorf). Aceste panouri au costul de producție foarte mic, dar randamentul lor este foarte scăzut, nu depășește de obicei 5-6%. Datorită materialului suport specific (plastic sau sticlă) panoul poate fi colorat și poate avea diferite forme, chiar și curbate. Suprafața panoului are aspect omogen, astfel este preferat în diferite proiecte în construcții (Building Integrated PV), unde oricum trebuiau incluse vitralii și prin intermediul acestor panouri se poate genera și curent electric. Tehnologia amorfă permite fabricarea unor panouri fotovoltaice transparente, dar trebuie să ținem cont, cu cât este mai transparent, cu atât scade randamentul de producție a panoului. 

Panourile fotovoltaice cu strat subțire pe bază de CdTe (telurura de cadmiu) sunt predominant fabricate în USA sub licență First Solar. Și aceste panouri sunt relativ ieftine de fabricat, au randament mai bun și sunt mult mai rezistente, durabile decât cele realizate pe tehnologia a-Si. Însă cadmiul este un material foarte nociv, pe piața europeană nu prea este agreat, este greu de procurat.

Cronologic au urmat panourile fotovoltaice bazate pe tehnologia CIS, CIGS. Denumirea vine de la prescurtarea materialelor folosite în realizarea panourilor: Copper, Indimum, Galiu, Seleniu. Panourile bazate pe această tehnologie au un randament superior, dar materialele și producția lor sunt mai costisitoare. Datorită acestor dezavantaje majore încă nu se poate vorbi de producția lor în masă și nu sunt deloc răspândite pe piața energiei verde.

Nu trebuie să uităm că există o serie de încercări de a realiza panouri fotovoltaice din materiale organice. Există câteva prototipuri promițătoare, de dimensiuni mici, dar toate astea momentan sunt experimentale. Cel mai mare avantaj al acestora ar fi realizarea panourilor cu costuri super mici, dar cele existente au randament foarte mic și durabilitatea lor lasă de dorit. 

Există un impuls hotărât din toate direcțiile de pe piața energiei verde, ca tehnologiile de realizare a panourilor fotovoltaice existente să fie îmbunătățite, ca să se găsească soluții inovative noi, care să ieftinească procesul de producție, să mărească randamentul și capacitatea lor, să extindă durabilitatea lor. Însă la momentul actual nu se prevede o schimbare majoră în tehnologia de fabricare, deci încă mult timp ne vom baza pe aceste panouri din cristale și amorfe.