I due modi principali per generare elettricità dal sole sono il fotovoltaico a film sottile (PV) e vari tipi di silicio cristallino. Il fotovoltaico a film sottile comporta il rivestimento di un materiale di substrato con uno o più composti semiconduttori. Questi film sottili sono tipicamente costituiti da silicio amorfo, seleniuro di rame, indio e gallio o tellururo di cadmio. Altri sistemi fotovoltaici a film sottile utilizzano coloranti o composti organici. Ciascuno di questi materiali può essenzialmente utilizzare la luce solare per creare elettricità attraverso il processo fotovoltaico.
Alcune delle prime celle fotovoltaiche a film sottile sono state utilizzate per alimentare piccoli dispositivi elettronici come le calcolatrici. La tecnologia è stata migliorata da allora e le celle fotovoltaiche a film sottile a basso costo possono fornire elettricità al costo della rete elettrica o inferiore in alcune circostanze. Queste celle solari sono costruite depositando una sostanza che ha potenziale fotovoltaico su un materiale di substrato. Sia il substrato che il semiconduttore fotovoltaico possono variare nella composizione, portando a un’ampia varietà di diverse celle a film sottile. Le celle a film sottile più piccole sono spesse solo pochi nanometri, sebbene altre siano molto più spesse e le celle disponibili in commercio utilizzano materiali di substrato più consistenti.
Oltre ai composti fotovoltaici e ai materiali di substrato, le celle a film sottile includono anche rivestimenti antiriflesso e trasparenti e contatti ohmici. Funzionano in modo simile alle celle solari tradizionali, poiché i fotoni della luce solare colpiscono il semiconduttore fotovoltaico e fanno perdere elettroni ad alcuni degli atomi componenti. Gli elettroni che vengono liberati in questo modo tendono a spostarsi verso i contatti ohmici come elettricità. Le celle fotovoltaiche a film sottile in genere mostrano una bassa efficienza, sebbene siano anche abbastanza economiche da produrre. Ciò può consentire ai grandi impianti di generare una notevole quantità di elettricità.
Le celle fotovoltaiche a film sottile sono generalmente disponibili in commercio in strisce lunghe. Questo tipo di materiale può essere adatto per l’installazione di tetti solari. Poiché le celle a film sottile sono in genere meno costose delle celle solari tradizionali, potrebbe essere più conveniente coprire un intero tetto. Il peso inferiore associato al film sottile può anche creare un carico di stress inferiore rispetto a un numero simile di pannelli solari.
I pannelli solari tradizionali e ingombranti sono generalmente realizzati in silicio cristallino e altri materiali simili. Queste celle solari funzionano sugli stessi principi di base del fotovoltaico a film sottile, sebbene su una scala leggermente diversa. La tecnologia del silicio cristallino tende ad essere più costosa di altri fotovoltaici e ha anche visto miglioramenti basati sulla ricerca sui film sottili. Oltre ad essere più costosi, questi pannelli solari possono anche essere più efficienti delle installazioni a film sottile comparabili.