I pannelli solari a film sottile sono la seconda generazione di pannelli solari, realizzati depositando uno o più strati di materiali che assorbono fotoni fotovoltaici su substrati come vetro, plastica o metallo. Le celle a film sottile sono molto sottili, in genere hanno uno spessore variabile da pochi nanometri a decine di micron, il che rende le celle solari a film sottile flessibili e leggere. Grazie alla loro elevata flessibilità, le celle a film sottile possono essere utilizzate nel fotovoltaico integrato negli edifici e nei materiali in vetro fotovoltaico semitrasparente.
Esistono quattro tipi di pannelli solari a film sottile, tra cui tellururo di cadmio (CdTe), seleniuro di rame indio e gallio (CIGS), silicio amorfo (a-Si) e arseniuro di gallio (GaAs).
Tellururo di cadmio (CdTe)
CdTe è la tecnologia solare a film sottile più comune, rappresentando circa il 50% del mercato dei pannelli a film sottile. Sono economici da produrre e installare, i pannelli CdTe possono assorbire la luce meglio dei pannelli convenzionali e i moduli hanno un'efficienza media del 17% e un massimo del 22,1%.
Le
celle a film sottile CIGS di rame indio gallio seleniuro (CIGS) utilizzano assorbitori di rame, indio, gallio e selenio (CIGS) con efficienze di laboratorio superiori al 20%. Usano meno cadmio, che alcune aziende usano al posto dello zinco, rendendolo un'opzione ecologica. Tuttavia, questi pannelli sono molto costosi, il che rende difficile competere con i tradizionali pannelli in silicio o CdTe.
Silicio Amorfo (a-Si)
Il silicio amorfo (a-Si) è un allotropo amorfo del silicio ed è di gran lunga la tecnologia a film sottile più ben sviluppata. Il silicio a film sottile è un'alternativa al tradizionale silicio cristallino wafer (o bulk). Durano anche più a lungo delle lastre CdTe e CIGS e richiedono molto meno materiale siliconico rispetto ai pannelli convenzionali. I pannelli A-Si possono piegarsi, il che li rende meno soggetti a crepe.
Arseniuro di gallio (GaAs)
L'arseniuro di gallio (GaAs), un semiconduttore a banda proibita diretta III-V, è un materiale molto comune per le celle solari a film sottile a cristallo singolo. Le celle solari GaAs sono state una delle celle solari a film sottile più performanti grazie alla loro eccellente resistenza termica e alta efficienza. Questa è l'opzione migliore se si desidera migliorare l'efficienza solare a film sottile. I moduli fotovoltaici hanno una capacità del 28,8% ma sono anche piuttosto costosi.
I pannelli solari a film sottile includono celle solari senza cornice. Sono facili da fabbricare, flessibili e leggeri. Inoltre, questi pannelli sono più facili da installare e il processo richiede meno tempo. Può essere adattato per applicazioni fotovoltaiche integrate negli edifici (BIPV), applicazioni su tetti e marine, applicazioni portatili, ecc.
Con ulteriori ricerche e innovazioni nelle celle solari a film sottile, la tecnologia può essere adattata a più applicazioni in futuro ed è probabile che aumenterà il valore di mercato non solo nelle applicazioni su larga scala, ma anche in piccole aree commerciali e residenziali nel prossimo 10 anni .