I moduli in silicio mono o poli-cristallino rappresentano la tecnologia più diffusa sul mercato. Ciascun modulo è costituito da un congruo numero di celle. La singola cella fotovoltaica, infatti, non presenta tensioni e correnti idonee per fini energetici, è così indispensabile unire elettricamente più celle, collegate in serie, parallelo o in serie/parallelo. Il collegamento in serie consente di incrementare il voltaggio complessivo del modulo, senza incrementare la corrente; diversamente, il collegamento in parallelo incrementa la corrente di uscita senza modificare il voltaggio complessivo. Per innalzare la potenza elettrica del modulo, si arriva a comporlo con 72 celle, solitamente suddivise in due blocchi da 36. All’interno di ogni blocco, le celle sono collegate in serie. Qualora una delle celle venisse ombreggiata, erogherebbe una minore corrente. Poiché, però, le celle sono in serie, la corrente circolante sarà la stessa per tutto il blocco e sarà uguale a quella della cella ombreggiata. Le coppie lacune-elettrone generate dalle celle soleggiate vengono assorbite dalla cella in ombra, che diventa un vero e proprio carico. Tutto ciò comporta un graduale aumento della temperatura ed un evidente calo della potenza del pannello fotovoltaico. Per contenere tale problema, si installano in parallelo ad un certo numero di celle, dei diodi di by-pass che escludono la zona ombreggiata e garantiscono una potenza in uscita accettabile. I diodi sono installati all’interno della scatola di giunzione posta sul retro del modulo e da quest’ultima dipartono i collegamenti elettrici. La scatola di giunzione contiene in genere da 2 a 6 diodi di by-pass e presenta le connessioni elettriche del pannello, solitamente realizzate con connettori MultiContact del tipo MC3 o MC4.

Le prestazioni di un modulo fotovoltaico sono calcolate secondo quanto definito dalla norma CEI 82-3 ovvero ipotizzando un irraggiamento di 1000 W/m², una temperatura della cella di 25 ºC e un AM1.5. Queste sono le condizioni standard di prova. L’efficienza (o rendimento) di un pannello fotovoltaico è definita come rapporto tra la sua potenza definita in condizioni standard e il prodotto tra la superficie del modulo e la corrente da esso generata sempre in condizioni standard. I migliori pannelli fotovoltaici, dunque, sono quelli che, oltre ad usare materiali di qualità, si contraddistinguono per valori elevati dell’efficienza. I pannelli fotovoltaici ad alto rendimento si caratterizzano per rendimenti alti ma anche per Fill-Factor prossimi all’unità. È evidente che il pannello fotovoltaico migliore è quello che riesce ad erogare una corrente costante al variare del voltaggio. L’allontanamento da questa situazione ideale viene quantificato dal Fill-Factor. Più questo indice è elevato, più il modulo è di qualità. I pannelli fotovoltaici di ultima generazione presentano Fill-Factor superiori a 0,8.

Un altro aspetto da non sottovalutare sono i materiali scelti per realizzare il pannello fotovoltaico. Silicio di prima qualità e materiali di ottima fattura contraddistinguono i pannelli fotovoltaici di ultima generazione ad alto rendimento.

I moduli fotovoltaici in Silicio sono costituiti da diversi strati di materie prime:

• Vetro (i moduli costruiti in Italia abitualmente usano vetro da 4 mm di spessore)
• Etilene vinil acetato – EVA (composto elastico utilizzato a protezione delle celle fotovoltaiche)
• Celle mono o policristalline
• EVA
• Backsheet o Tedlar (copertura di fondo)

I pannelli fotovoltaici di ultima generazione tedeschi sono sicuramente prodotti di ottima qualità, ma non sono gli unici. Diversi produttori si stanno sempre più imponendo sul mercato con nuovi moduli fotovoltaici altrettanto di qualità. Un buon prodotto si caratterizza per una scheda tecnica completa, dettagliata e con i migliori parametri. La scheda tecnica di un pannello fotovoltaico può essere reperita facilmente sul sito del produttore.