Le celle a film sottile sono celle fotovoltaiche utilizzate nella produzione di elettricità dalla luce. Le celle fotovoltaiche (PV) sono più comunemente conosciute come celle solari; mentre la luce solare è la fonte più comune, le celle fotovoltaiche possono creare energia da qualsiasi forma di luce. I pannelli solari utilizzano grandi gruppi di celle fotovoltaiche per generare elettricità dalla luce solare, ma i pannelli tradizionali non producono energia con la stessa efficienza di altre fonti come il carbone. Le celle a film sottile hanno il potenziale per aumentare l’efficienza e l’economicità dell’energia solare. La tecnologia è stata perfezionata all’inizio del 21° secolo.
L’effetto fotovoltaico è stato scoperto nel 19° secolo, anche se le prime vere celle solari non sono state costruite fino agli anni ‘1950. Funzionano usando fotoni, o particelle leggere, per agitare gli elettroni. Questi elettroni vengono quindi diretti in un circuito, diventando elettricità utilizzabile. Dagli anni ‘1950 sono stati utilizzati vari materiali per creare celle solari, aumentandone l’efficienza e riducendo i costi di produzione. Gli incentivi del governo e le preoccupazioni sugli effetti ambientali dell’uso di combustibili fossili hanno suscitato un crescente interesse per la generazione di energia solare in tutto il mondo.
Le celle solari tradizionali possono essere ingombranti e costose da produrre. Tra la fine del XX e l’inizio del XXI secolo, i progettisti di celle fotovoltaiche hanno iniziato a esaminare la tecnologia a film sottile. Questa scienza in via di sviluppo consente la creazione di strati di materiale di spessore microscopico, a volte stretti quanto la larghezza di un singolo atomo. Inizialmente utilizzate per alimentare piccoli dispositivi elettronici come giocattoli e calcolatrici, le celle a film sottile furono presto in produzione per la generazione di energia solare su vasta scala.
La produzione di celle a film sottile richiede un ambiente sterile, noto anche come camera bianca. La sostanza utilizzata per realizzare il film, solitamente un materiale semiconduttore come il silicio, viene ridotta a una soluzione liquida. La lastra su cui deve essere depositato il film riceve una carica elettrica negativa. La sostanza liquida, che porta una carica positiva, viene quindi spruzzata vicino alla piastra, dissolvendosi in minuscole particelle sospese nell’aria. Queste particelle vengono attratte dalla lastra con la sua carica opposta, aderendo ad essa in uno strato di spessore uniforme, che successivamente si solidifica nella sottile pellicola di rivestimento.
I vantaggi delle celle a film sottile hanno rinvigorito l’interesse per l’energia solare. La tecnologia solare è già il metodo di produzione di energia in più rapida crescita sul pianeta. Si prevede che le celle fotovoltaiche a film sottile economiche, leggere ed efficienti renderanno l’energia solare più attraente come alternativa alla generazione di energia tradizionale. I sostenitori dell’energia solare sperano che la tecnologia in via di sviluppo raggiunga il loro obiettivo di parità di rete, rendendo l’energia solare economica ed efficiente quanto i metodi tradizionali di generazione di energia.