Analisi dello sviluppo di celle solari di terza generazione realizzate con perovskite

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Capitolo 1 
Funzionamento generico di un pannello 
fotovoltaico 
 
1.1 I materiali semiconduttori 
Nei materiali solidi, gli elettroni riempiono gli stati energetici intorno ad un 
atomo partendo dai livelli a minor energia verso quelli a energia maggiore. 
Tale struttura elettronica viene definita a bande ed influenza molto le 
proprietà delle varie classi di materiali, quali metalli, semiconduttori e 
conduttori.  
Nel caso dei semiconduttori, materiali di interesse per le applicazioni 
fotovoltaiche, la struttura elettronica è composta da una banda di valenza 
completamente occupata dagli elettroni in tutti i livelli energetici e da una 
banda di conduzione completamente vuota, separata dalla prima da una 
banda di separazione. Quest’ultima, la cosiddetta band-gap, è identificata 
da un valore numerico, espresso in eV, caratteristico per ogni materiale 
semiconduttore, che indica il salto energetico (energy gap) che gli elettroni 
devono compiere per passare dalla banda di valenza a quella di conduzione 
e partecipare così al moto di conduzione elettrica. Tale valore di band-gap 
per i materiali semiconduttori è inferiore a 2 eV, mentre per i materiali 
isolanti è maggiore, con conseguente peggioramento delle proprietà 
conduttive, in quanto in questo caso gli elettroni hanno bisogno di maggiore 
energia per accedere alla banda di conduzione. 
 
1.2 La luce 
In un materiale semiconduttore adoperato per la costruzione di una cella 
solare, l’energia necessaria al singolo elettrone per passare dal livello 
energetico nella banda di valenza al livello energetico più basso nella banda 
di conduzione è fornita dalla radiazione luminosa.