La cella fotovoltaica è quell’elemento base per la costruzione di un modulo fotovoltaico. Lo scopo della cella fotovoltaica è quello di convertire l’energia luminosa del sole direttamente in energia elettrica.
La cella fotovoltaica, un componente progettato per convertire l’energia solare in elettricità, si basa su un fenomeno fisico chiamato effetto fotovoltaico, che prevede la produzione di una forza elettromotrice per azione di un flusso luminoso che incide sulla superficie della cella. La cella fotovoltaica più comune è costituito da un sottile strato di un materiale semiconduttore composto principalmente di silicio con un certo grado di purezza, che una volta esposto alla luce solare assorbe i fotoni di luce con un’energia sufficiente a provocare il salto degli elettroni, spostandoli dalla loro posizione originale verso la superficie illuminata. Con lo spostamento degli elettroni con carica negativa si causa la comparsa di buchi o lacune con cariche positive.
Poiché gli elettroni tendono a concentrarsi sul lato della piastra dove cade la luce solare, si genera un campo elettrico con due zone distinte: la zona negativa nel lato dove gli elettroni si son posizionati, e la zona positiva sul lato opposto, con zone senza elettroni. Se entrambe le zone sono elettricamente collegate mediante dei connettori legati a entrambi i lati della piastra con squilibrio elettrico, questo provoca una forza elettromotrice o differenza di potenziale, creando infine la tanto richiesta corrente elettrica. Questa corrente continua è generata in un processo costante durante il periodo in cui la luce del sole agisce sul lato sensibile della lamina.
Approssimativamente ogni cella fornisce circa 0,5 volt. Le celle possono essere collegate in serie o in parallelo. Se vengono collegate in serie aumentano notevolmente il voltaggio, visto che si somma il voltaggio di ogni singola cella a quella delle altre. Se invece si collegano in parallelo la tensione rimarrà costante ma si otterrà un aumento dell’amperaggio.