Основен технология

Фотоволтаично устройство за слънчеви клетки на кадмий телурид

Фотоволтаично устройство за слънчеви клетки на кадмий телурид
Фотоволтаично устройство за слънчеви клетки на кадмий телурид
Anonim

Слънчева клетка от кадмий телурид, наричана още калциев телурид на теллурид или тънък филм на кадмий, фотоволтаично устройство, което произвежда електричество от светлина, използвайки тънък филм от кадмиев телурид (CdTe). Слънчевите клетки CdTe се различават от кристалните силициеви фотоволтаични технологии по това, че използват по-малко количество полупроводник - тънък филм - за преобразуване на абсорбирана светлинна енергия в електрони. Въпреки че CdTe слънчевите клетки са по-малко ефективни от кристалните устройства от силиций, те могат да бъдат по-евтини за производство, а технологията има потенциал да надмине силиция по отношение на цената на киловат инсталирана мощност. Въпреки че тънките филмови технологии представляват малък дял от пазара на фотоволтаични устройства, се очаква този сегмент да нараства бързо, тъй като има голям интерес към разработването на нови производствени методи, които биха могли да отключат икономии от мащаба.

Първата технология за тънък филм, която беше разработена, беше аморфен силиций, при който силицийът беше нанесен на случаен принцип върху субстрат (за разлика от обикновената кристална решетка, наблюдавана във вафелни кристали). Тази технология имаше някои проблеми: процесът на отлагане на силиция върху субстрата беше отнемащ време и скъп, а клетките бяха неефективни. Технологията с тънък филм на CdTe е с около 11 процента по-ефективна от аморфния силиций, тъй като пропускането на лентата (енергията, необходима за възбуждане на електрон от своя атом в състояние, при което електронът може да се движи свободно) е 1,4 електрона волта и по този начин съответства на слънчевия спектър много добре. Освен това е много по-благоприятно за масовото производство, тъй като тънкият филм CdTe може да се отложи бързо върху субстрата и е високопроизводителна технология. Всяка клетка съдържа съединение от n-легиран кадмиев сулфид, известен като "прозоречен слой", върху p-легиран слой от телурид на кадмий, известен като "абсорбатор". Прозрачен проводим преден контакт покрива кадмиевия сулфид, докато CdTe е в контакт с проводяща задна повърхностна основа.

Въпреки потенциала си, електронната индустрия се е опитала да премахне елементарния кадмий от личната електроника, тъй като кадмият е кумулативна отрова. В Европа законодателството за ограничаване на опасните вещества (RoHS) е мощно за премахване на кадмий от електронни устройства поради здравословни въздействия. Кадмият не само представлява риск за здравето за потребителите, но е опасен и за миньорите по време на извличане на суровините, за работниците, които обработват материала, и в края на живота по време на изхвърляне.

Привържениците твърдят, че кадмият под формата на слънчева клетка с тънък филм е по-стабилен и по-малко разтворим, отколкото в друга електроника и че би имал малък риск за здравето и околната среда, тъй като сплавите са капсулирани в модулите. Има обаче опасения относно извличането на кадмий от счупени модули. Освен това, въпреки че е насърчавано, че рециклирането в затворен цикъл ще се справи с опасенията относно изхвърлянето на излезлия живот, критиците подчертават, че дори системите за рециклиране със затворен контур не възстановяват всичко.