I materiali ceramici presentano una serie di proprietà tra cui elevato punto di fusione, elevata durezza, ottima resistenza all’usura e resistenza all’ossidazione, e per questo sono ampiamente utilizzati in svariati settori come l’industria elettronica, automobilistica, tessile, chimica e aerospaziale. Le proprietà fisiche dei materiali ceramici dipendono in gran parte dalla loro microstruttura, che è possibile caratterizzare grazie all’osservazione al SEM.

I materiali ceramici sono una classe di materiali inorganici non metallici realizzati a partire da composti naturali o sintetici mediante formatura e sinterizzazione ad alta temperatura, e possono essere suddivisi in materiali ceramici generali e materiali ceramici speciali.

I materiali ceramici speciali possono essere a loro volta classificati o in base alla composizione chimica: ceramiche su base ossidi, nitruri, carburi, boruri, siliciuri, ecc.; oppure in base alle loro caratteristiche e applicazioni: ceramiche strutturali e ceramiche funzionali.

Nel settore delle energie rinnovabili, i sistemi per la produzione di energia solare fotovoltaica (PV) rivestono da molti anni un ruolo di primo piano. In quanto componente centrale della produzione di energia fotovoltaica, le celle PV sono sempre oggetto di sviluppo e ottimizzazione. Il microscopio elettronico a scansione (SEM) svolge un ruolo fondamentale sia nell’ambito R&D che in quello del miglioramento del processo produttivo delle celle fotovoltaiche.

Detto in maniera molto sintetica, una cella PV è un sottile foglio (wafer) di materiale semiconduttore in grado di convertire l’energia solare in energia elettrica. Le celle fotovoltaiche attualmente in commercio e prodotte in serie sono principalmente celle in silicio, che si dividono in celle in silicio monocristallino, celle in silicio policristallino e celle in silicio amorfo.

Nell’attuale processo di produzione delle celle fotovoltaiche, al fine di migliorare ulteriormente l’efficienza di conversione energetica, sulla superficie della cella viene solitamente realizzata una speciale struttura texturizzata. Nello specifico, la texture sulla superficie di queste celle incrementa l’assorbimento della luce grazie all’aumentato numero di riflessioni della luce irradiata sulla superficie del wafer di silicio. Questa particolare texture non solo riduce la riflettività finale della superficie, ma crea anche “trappole di luce” all’interno della cella, aumentando così in modo significativo l’efficienza di conversione della cella stessa, anche a diversi angoli di incidenza (Fig.1). Rispetto ad una superficie piana, infatti, un wafer di silicio con struttura superficiale piramidale ha una maggiore probabilità che la componente riflessa dalla luce incidente agisca nuovamente sulla superficie del wafer anziché riflettersi in aria, consentendo l’assorbimento di più fotoni e fornendo dunque più coppie elettrone-lacuna.

I materiali ceramici presentano una serie di proprietà tra cui elevato punto di fusione, elevata durezza, ottima resistenza all’usura e resistenza all’ossidazione, e per questo sono ampiamente utilizzati in svariati settori come l’industria elettronica, automobilistica, tessile, chimica e aerospaziale. Le proprietà fisiche dei materiali ceramici dipendono in gran parte dalla loro microstruttura, che è possibile caratterizzare grazie all’osservazione al SEM.

I materiali ceramici sono una classe di materiali inorganici non metallici realizzati a partire da composti naturali o sintetici mediante formatura e sinterizzazione ad alta temperatura, e possono essere suddivisi in materiali ceramici generali e materiali ceramici speciali.

I materiali ceramici speciali possono essere a loro volta classificati o in base alla composizione chimica: ceramiche su base ossidi, nitruri, carburi, boruri, siliciuri, ecc.; oppure in base alle loro caratteristiche e applicazioni: ceramiche strutturali e ceramiche funzionali.