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Riassunto:
- Conversione fotovoltaica: trasformazione della radiazione solare in energia elettrica.
- Componenti: radiazione, spettro solare, albedo.
- Celle solari: silicio cristallino (mono, poli) e amorfo; funzionamento basato sullo svuotamento di cariche.
- Corrente e tensione I(U): dipendenza da temperatura.
- Fotoni: energia trasportata dalla luce, assorbiti dai semiconduttori per generare corrente.
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- Componenti della radiazione, spettro e risposta spettrale della cella solare: il Sole emette radiazione come un corpo nero a 5800 K con una densità di potenza (costante solare) intorno a 1367 W/m2. La radiazione solare entra nell'atmosfera terrestre, subendo dispersione e riflessioni, diventando radiazione diretta e diffusa. Il coefficiente di riflessione (albedo) descrive la quantità di luce riflessa dalla superficie terrestre.
- Struttura e funzionamento della cella solare: le celle solari utilizzabili per impieghi terrestri sono quelle al silicio cristallino (monocristallino o policristallino) e a film sottile (silicio amorfo, CIS, CdTe). La cella è un diodo a semiconduttore con due elettrodi: uno frontale per la radiazione solare e l'altro posteriore. Il silicio cristallino ha una struttura complessa con substrato drogato (tipo P) su cui viene depositato uno strato di tipo N, creando una giunzione dove si formano coppie elettrone-lacuna.
- Conversione fotovoltaica dell'energia solare: la conversione si basa sulla natura quantica della luce come fotoni che trasportano energia. Solo i fotoni con energia superiore all'energy gap possono essere convertiti in elettricità, promuovendo un elettrone dalla banda di valenza a quella di conduzione.
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Di cosa parla l'insegnamento
Solar photovoltaic systems · 1° anno · 1° semestre · 6 CFU · ING-IND/33
At the end of the course the students will know the main technologies about the photovoltaic generators and plants (including general aspects of power electronics), and will be able to calculate the productivity and to correctly design the main components of these power systems.