Legfontosabb technológia

Kadmium-tellurid napelemes fotovoltaikus készülék

Kadmium-tellurid napelemes fotovoltaikus készülék
Kadmium-tellurid napelemes fotovoltaikus készülék
Anonim

Kadmium-tellurid napelem, más néven kadmium-tellurid fotovoltaikus vagy kadmium-tellurid vékony film, egy fotovoltaikus eszköz, amely a fényből áramot termel egy vékony kadmium-tellurid film (CdTe) segítségével. A CdTe napelemek abban különböznek a kristályos szilícium fotovoltaikus technológiáktól, hogy kisebb mennyiségű félvezetőt - egy vékony fóliát - használnak az abszorbeált fényenergia elektronba konvertálására. Noha a CdTe napelemek kevésbé hatékonyak, mint a kristályos szilícium készülékek, olcsóbban előállíthatók, és a technológia meghaladja a szilíciumot a telepített kapacitás kilovatt-költsége szempontjából. Noha a vékonyréteg-technológiák a fotovoltaikus készülékek piacának kis részét teszik ki, ez a szegmens várhatóan gyorsan növekszik, mivel nagy érdeklődés mutatkozik olyan új gyártási módszerek kidolgozása iránt, amelyek felszabadíthatják a méretgazdaságosságot.

Az első kifejlesztendő vékonyréteg-technológia az amorf szilícium, amelyben a szilíciumot véletlenszerűen helyezték el egy szubsztrátumra (szemben a ostya kristályokban látható normál kristályráccsal). Ennek a technológiának volt némi problémája: a szilícium hordozóra juttatása időigényes és költséges, a cellák pedig nem voltak hatékonyak. A CdTe vékonyréteg-technológia körülbelül 11 százalékkal hatékonyabb, mint az amorf szilícium, mivel a sávrése (az elektron atomjának gerjesztéséhez olyan energiához szükséges energia, amelyben az elektron szabadon mozoghat) 1,4 elektronvolt volt, és így nagyon megegyezik a napspektrummal. jól. Ez sokkal elősegíti a tömegtermelést is, mivel a CdTe vékony film gyorsan felvihető az aljzatra, és ez nagy teljesítményű technológia. Mindegyik cella tartalmaz n-adalékolt kadmium-szulfid, az úgynevezett „ablakréteg” csomópontját a p-adalékolt kadmium-tellurid réteg tetején, az úgynevezett „abszorbenst”. Az átlátszó vezető elülső érintkező lefedi a kadmium-szulfidot, miközben a CdTe érintkezésbe kerül egy vezető hátulsó felülettel.

Lehetséges lehetőségei ellenére az elektronikai ipar megpróbálta eltávolítani az elemi kadmiumot a személyi elektronikából, mivel a kadmium kumulatív méreg. Európában a veszélyes anyagok korlátozásáról (RoHS) szóló jogszabályok nagyban hozzájárultak az elektronikai eszközök kadmiumjának az egészségre gyakorolt ​​hatásainak kiküszöböléséhez. A kadmium nemcsak egészségügyi kockázatot jelent a fogyasztók számára, hanem veszélyes a bányászok számára is az alapanyagok kinyerése során, az anyagot feldolgozó munkavállalók számára és az élettartam végén az ártalmatlanítás során.

A támogatók azt állítják, hogy a vékonyrétegű napelem formájában lévő kadmium stabilabb és kevésbé oldódik, mint más elektronikában, és kevés kockázatot jelentene az egészségre és a környezetre, mivel az ötvözetek be vannak burkolva a modulokba. Ugyanakkor aggodalmak merültek fel a kadmium kimosódásáról a törött modulokból. Ezen túlmenően, bár előmozdították, hogy a zárt hurkú újrahasznosítás megoldja az élettartam végén történő ártalmatlanítással kapcsolatos aggályokat, a kritikusok kiemelik, hogy még a zárt hurkú újrahasznosítási rendszerek sem mindent visszanyernek.