Huvud teknologi

Kadmium tellurid solcellselektronisk solcellsenhet

Kadmium tellurid solcellselektronisk solcellsenhet
Kadmium tellurid solcellselektronisk solcellsenhet
Anonim

Kadmium tellurid solcell, även kallad kadmium tellurid fotovoltaisk eller kadmium tellurid tunn film, en solcellsenhet som producerar elektricitet från ljus genom att använda en tunn film av kadmiumtellurid (CdTe). CdTe solceller skiljer sig från kristallin kiselfotovoltaisk teknik genom att de använder en mindre mängd halvledare - en tunn film - för att konvertera absorberad ljusenergi till elektroner. Även om CdTe-solceller är mindre effektiva än kristallina kiselanordningar, kan de vara billigare att producera, och tekniken har potential att överträffa kisel när det gäller kostnad per kilowatt installerad kapacitet. Även om tunnfilmteknologier står för en liten del av marknaden för solceller, förväntas detta segment växa snabbt, eftersom det finns stort intresse för att utveckla nya tillverkningsmetoder som kan låsa upp skalfördelar.

Den första tunnfilmteknologin som skulle utvecklas var amorf kisel, varvid kisel släpptes slumpmässigt på ett substrat (i motsats till det vanliga kristallgitteret som sågs i skivkristaller). Denna teknik hade några problem: processen att avsätta kisel på underlaget var tidskrävande och kostsam, och cellerna var ineffektiva. CdTe tunnfilmteknologi är cirka 11 procent mer effektiv än amorf kisel, eftersom dess bandgap (energin som behövs för att väcka en elektron från sin atom till ett tillstånd där elektronen kan röra sig fritt) är 1,4 elektronvolt och därmed matchar solspektrumet mycket väl. Det är också mycket mer gynnsamt för massproduktion, eftersom den tunna filmen CdTe kan deponeras på underlaget snabbt och är en hög kapacitetsteknologi. Varje cell innefattar en korsning av n-dopad kadmiumsulfid, känd som "fönsterskiktet", ovanpå ett p-dopat skikt av kadmiumtellurid, känt som "absorberaren". En transparent ledande frontkontakt täcker kadmiumsulfid, medan CdTe är i kontakt med ett ledande bakre ytsubstrat.

Trots sin potential har elektronikindustrin flyttat sig för att försöka ta bort elementärt kadmium från personlig elektronik eftersom kadmium är ett kumulativt gift. I Europa har lagstiftningen om begränsning av farliga ämnen (RoHS) varit kraftfull när det gäller att eliminera kadmium från elektroniska apparater på grund av hälsoeffekter. Kadmium utgör inte bara en hälsorisk för konsumenterna, utan det är också farligt för gruvarbetare under utvinning av råvarorna, för arbetare som bearbetar materialet och vid slutet av livet under bortskaffandet.

Förespråkare hävdar att kadmium i form av en tunnfilms solcell är mer stabil och mindre löslig än i annan elektronik och att det skulle vara liten risk för hälsa och miljön, eftersom legeringarna är kapslade in i modulerna. Det har dock varit farhågor om kadmiumutlakning från trasiga moduler. Även om det har befrämjats att återanvändning av sluten kretsar skulle ta itu med eventuella oro över bortskaffande av livslängd, framhäver kritiker att även återvinningssystem med sluten loop inte återvinner allt.