I moduli solari vengono prodotti col la sabbia silicea, che è letteralmente infinita. Tuttavia, prima che un modulo solare sia completato e che si possa produrre energia, sono necessari più passaggi. Negli ultimi anni, questo processo produttivo è stato costantemente migliorato e reso più efficiente.

Sabbia
Il materiale di base per la fabbricazione di una cella fotovoltaica è la sabbia silicea, che viene utilizzata per produrre il silicio come materia prima. E le riserve mondiali di quarzo, che in genere si riconosce per il suo colore chiaro, sono considerate praticamente illimitate, in quanto le dune di sabbia nei deserti terrestri consistono per la maggior parte di tale sabbia di quarzo, che a sua volta è composta principalmente da silicio.

Silicio
Per poter essere trattato per gli impianti fotovoltaici, il silicio può essere inquinato solo in misura minima da atomi estranei; detto con maggiore precisione, deve presentare una purezza del 99,99 %. Questo significa che in un milione di atomi di silicio può essere presente un solo atomo estraneo. Questo elevato grado di purezza viene ottenuto grazie a un processo di pulizia a più fasi ed è importante per le ulteriori fasi del processo.

Lingotto
Il silicio purificato può ora essere trasformato in lingotti monocristallini o policristallini. Per produrre lingotti policristallini, il silicio purificato viene fuso e versato in uno stampo rettangolare. In questo processo, il silicio acquisisce il suo tipico reticolo cristallino amorfo durante l’indurimento. La produzione di lingotti monocristallini di silicio, tuttavia, è più dispendiosa e viene realizzata immergendo un cosiddetto seme di cristallo nella fusione di silicio. Operazioni di sollevamento e rotazione (la cosiddetta estrazione) lente e controllate creano così finalmente lingotti rotondi a forma di colonne. Essi possono raggiungere un diametro di 200–300 millimetri e un’altezza fino a due metri.

Wafer
lingotti vengono quindi tagliati in sottili fette di silicio di circa 200 micrometri mediante seghe a filo altamente tecnologiche oppure macchine per il taglio a getto d’acqua. Le fette di silicio sono ora pronte per un ulteriore trattamento per la cella fotovoltaica. Questi «wafer» sono quindi delle fette di silicio puro.

Cella fotovoltaica
Una cella fotovoltaica è costituita da due strati che hanno una carica elettrica differente. Per ottenere questa differenza di carica, vengono inseriti in modo mirato atomi di varie sostanze esterne nello strato superiore e in quello inferiore. Generalmente, a questo punto, sulla cella viene applicato uno strato lucido antiriflesso di tonalità blu. Infine, sul lato anteriore e su quello posteriore, vengono montati i contatti metallici.

Modulo fotovoltaico
Le celle vengono quindi sottoposte a un processo di laminazione sottovuoto e ad alta temperatura che le ricopre in modo permanente con una pellicola su un lato e con uno strato di vetro sull’altro lato. La saldatura di piccoli nastri di rame consente quindi di collegare in serie varie celle fotovoltaiche. Terminato il processo di laminazione, vengono rifilati e rifiniti i bordi, viene applicata la scatola di giunzione e vengono montati i diodi a giunzione PN. Infine, viene applicata una cornice di alluminio che garantisce la stabilità del modulo.

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