Ana teknoloji

Kadmiyum tellür güneş pili fotovoltaik cihazı

Kadmiyum tellür güneş pili fotovoltaik cihazı
Kadmiyum tellür güneş pili fotovoltaik cihazı

Video: ges_kurs_2 2024, Eylül

Video: ges_kurs_2 2024, Eylül
Anonim

Kadmiyum tellür fotovoltaik veya kadmiyum tellür ince film olarak da adlandırılan kadmiyum tellür güneş piliince bir kadmiyum tellür filmi (CdTe) kullanarak ışıktan elektrik üreten bir fotovoltaik cihaz. CdTe güneş pilleri, emilen ışık enerjisini elektrona dönüştürmek için daha az miktarda yarı iletken (ince bir film) kullanmaları nedeniyle kristalin silikon fotovoltaik teknolojilerden farklıdır. Her ne kadar CdTe güneş pilleri kristal silikon cihazlardan daha az verimli olsa da, üretimi daha ucuz olabilir ve teknoloji kurulu kapasitenin kilowatt başına maliyeti açısından silikonu aşma potansiyeline sahiptir. İnce film teknolojileri, fotovoltaik cihazlarda pazarın küçük bir payını oluştursa da, ölçek ekonomilerinin kilidini açabilecek yeni üretim yöntemleri geliştirmeye büyük ilgi duyduğundan, bu segmentin hızla büyümesi bekleniyor.

Geliştirilecek ilk ince film teknolojisi, silikonun bir substrat üzerine rastgele dağıtıldığı (gofret kristallerinde görülen düzenli kristal kafesin aksine) amorf silikon idi. Bu teknolojinin bazı sorunları vardı: silikonun substrat üzerine bırakılması işlemi zaman alıcı ve maliyetliydi ve hücreler verimsizdi. CdTe ince film teknolojisi, bant boşluğu (bir elektronu atomundan elektronun serbestçe hareket edebileceği bir duruma uyarmak için gereken enerji) 1,4 elektron volt olduğundan ve böylece güneş spektrumuyla çok eşleştiği için amorf silikondan yaklaşık yüzde 11 daha verimlidir. iyi. Ayrıca seri üretime çok daha elverişlidir, çünkü CdTe ince filmi hızlı bir şekilde alt tabaka üzerine birikebilir ve yüksek verimli bir teknolojidir. Her hücre, "emici" olarak bilinen p-katkılı bir kadmiyum tellür tabakasının üstünde, "pencere tabakası" olarak bilinen n-katkılı kadmiyum sülfitin bir birleşimini içerir. Şeffaf bir iletken ön kontak kadmiyum sülfürü örterken, CdTe iletken bir arka yüzey substratı ile temas halindedir.

Potansiyeline rağmen, elektronik endüstrisi, kadmiyum kümülatif bir zehir olduğu için elemental kadmiyumun kişisel elektroniklerden çıkarılması için harekete geçti. Avrupa'da, Tehlikeli Maddelerin Sınırlandırılması (RoHS) mevzuatı, sağlık etkileri nedeniyle kadmiyumun elektronik cihazlardan çıkarılmasında güçlü olmuştur. Kadmiyum sadece tüketiciler için bir sağlık riski oluşturmaz, aynı zamanda madenciler için hammaddelerin çıkarılması sırasında, malzemeyi işleyen işçiler için ve imha sırasında ömrünün sonunda tehlikelidir.

Destekçiler, ince film güneş pili şeklindeki kadmiyumun diğer elektronik cihazlardan daha kararlı ve daha az çözünür olduğunu ve alaşımların modüller içinde kapsüllendiği için sağlık ve çevre için çok az risk olacağını iddia ediyorlar. Ancak, kırık modüllerden kadmiyum sızıntısı ile ilgili endişeler bulunmaktadır. Buna ek olarak, kapalı devre geri dönüşümün kullanım ömrü sonunda elden çıkarılmasıyla ilgili endişeleri gidereceği öne sürülmesine rağmen, eleştirmenler kapalı devre geri dönüşüm sistemlerinin bile her şeyi geri kazanmadığını vurgulamaktadır.