Прагляды: 0 Аўтар: Рэдактар сайта Час публікацыі: 2025-07-24 Паходжанне: Сайт
Сонечныя элементы з тэлурыду кадмію з'яўляюцца лепшым выбарам у тонкаплёнкавых сонечных элементах. У іх ёсць асаблівыя добрыя і дрэнныя бакі. Гэтыя клеткі выкарыстоўваюць тэлурыд кадмію ў якасці асноўнага матэрыялу. Гэты матэрыял добра ўбірае сонечнае святло. Гэта таксама дапамагае зрабіць клеткі больш таннымі ў вытворчасці. Тэлурыд кадмію складае толькі каля 5% сусветнага сонечнага рынку. Але гэта вельмі важна для буйных сонечных праектаў на
| тэхналагічным | рынку ЗША |
|---|---|
| Монакрышталічны крэмній | ~60% |
| Полікрышталічны крэмній | ~30% |
| Тонкая плёнка CdTe | ~5% |
| Тонкаплёнкавы CIGS | ~2% |
Гісторыя Тэрлі паказвае рэальныя перавагі і тое, наколькі добра працуюць сонечныя элементы з тэлурыду кадмію.
Сонечныя элементы з тэлурыду кадмію вырабляць танней. Яны выкарыстоўваюць менш матэрыялу, чым сіліконавыя панэлі. Гэта робіць іх добрымі для вялікіх сонечных праектаў. Гэтыя сонечныя батарэі добра працуюць пры слабым асвятленні. Яны таксама добра працуюць, калі горача. Яны працягваюць выдаваць добрую магутнасць, калі крамянёвыя панэлі гэтага не робяць. Панэлі CdTe лягчэйшыя за крамянёвыя. Яны таксама могуць быць гнуткімі. Гэта дазваляе людзям ставіць іх на выгнутыя або дзіўныя паверхні. Людзі могуць выкарыстоўваць іх на лодках і старых дахах. Ёсць некаторыя праблемы з панэлямі CdTe. Тэлуру ў свеце не так шмат. Кадмій можа быць таксічным і небяспечным. Панэлі CdTe служаць не так доўга, як крамянёвыя. Навукоўцы і такія кампаніі, як Terli, працуюць над вырашэннем гэтых праблем. Яны хочуць, каб сонечныя батарэі CdTe былі больш бяспечнымі. Яны таксама хочуць, каб яны працавалі лепш і былі лепш для навакольнага асяроддзя.
Сонечныя элементы з тэлурыду кадмію маюць асаблівую структуру. Гэта адрознівае іх ад іншых сонечных батарэй. Яны выкарыстоўваюць тонкія пласты, накладзеныя адзін на аднаго. Асноўная частка - теллурид кадмію. Гэта паўправаднік з прамой забароненай зонай каля 1,5 эВ. Гэта дапамагае яму ўбіраць большую частку сонечнага святла, якое трапляе на яго. Вочкі добра працуюць нават з тонкім пластом.
Звычайная сонечная батарэя з тэлурыду кадмію мае некалькі слаёў: Роля
| матэрыялу | ў сонечнай батарэі CdTe | Уклад у прадукцыйнасць |
|---|---|---|
| CdTe p-тыпу | Паглынальны пласт | Прамая запрещенная зона ідэальна падыходзіць для паглынання большасці сонечнага спектру; высокі каэфіцыент паглынання зніжае выкарыстанне матэрыялу і кошт. |
| CdS n-тыпу | Акно і буферны пласт | Шырокі зазор забяспечвае празрыстасць для сонечнага святла; спрыяе транспарту электронаў. |
| Легаваны фторам аксід волава (FTO) | Пярэдні кантакт з празрыстага праводнага аксіду (TCO). | Дазваляе фатонам пранікаць у клетку, эфектыўна збіраючы ток. |
| Уласны аксід волава (i-SnO2) | Празрысты пласт з высокім супрацівам | Абмяжоўвае эфекты нераўнамернасці, павышаючы эфектыўнасць. |
| Аксід медзі (Cu2O) | Слой поля задняй паверхні (BSF). | Дзейнічае як бар'ер для адштурхвання носьбітаў пры зваротным кантакце, памяншаючы страты пры рэкамбінацыі і павышаючы эфектыўнасць. |
Гэтая канструкцыя дазваляе сонечным элементам з тэлурыду кадмію добра працаваць з меншай колькасцю матэрыялу. Выкарыстанне тэлурыду кадмію дапамагае клеткам прымаць шмат сонечнага святла. Гэта важна для тонкаплёнкавых сонечных элементаў.
Сонечныя батарэі з тэлурыду кадмію - гэта не тое самае, што сонечныя батарэі з крэмнію. Самая вялікая розніца ў тым, наколькі яны тоўстыя і гнуткія. Клеткі тэлурыду кадмію выкарыстоўваюць тонкую плёнку таўшчынёй усяго ад 1 да 6 мікраметраў. Крамянёвыя панэлі выкарыстоўваюць значна больш тоўстую пласціну, каля 180 мікраметраў.
| Асаблівасць | Тэлурыд кадмію (CdTe) Сонечныя батарэі | Традыцыйныя крэмніевыя сонечныя панэлі |
|---|---|---|
| Таўшчыня пласта паглынальніка | Тонкая плёнка, прыблізна 1-6 мкм | Тоўстая крышталічная крэмніевая пласціна, каля 180 мкм |
| Матэрыял паглынальніка | Тэлурыд кадмію (CdTe) | Крышталічны крэмній (монакрышталічны або полікрышталічны) |
| Акно/буферны пласт | Сульфід кадмію (CdS), пласт n-тыпу | Не прымяняюцца або розныя матэрыялы |
| Пярэдні кантактны пласт | Празрысты правадзячы аксід (TCO) | На пярэдняй паверхні бачныя металічныя лініі сеткі |
| Задні кантактны пласт | Прысутнічае, збірае электроны і забяспечвае электрычны кантакт | прысутнічае |
| Субстрат | Шкло або гнуткія матэрыялы, якія дазваляюць гнуткія панэлі | Жорсткая шкляная падкладка з рамкай |
| Знешні выгляд | Аднастайная, суцэльная тонкая плёнка без бачных металічных сетак | Сегментаваныя вочкі з бачнымі лініямі металічнай сеткі |
| Гнуткасць | Можа вырабляцца ў выглядзе гнуткіх тонкіх плёнак | Жорсткія панэлі |
Сонечныя элементы з тэлурыду кадмію выглядаюць гладкімі і роўнымі. Яны могуць быць выкананы на гнуткіх матэрыялах. Гэта азначае, што яны працуюць на выгнутых або лёгкіх паверхнях. Сіліконавыя панэлі жорсткія і на іх бачныя металічныя лініі. Абодва тыпу выкарыстоўваюць паўправаднік для пераўтварэння сонечнага святла ў электрычнасць. Але спосаб іх пабудовы дае сонечным элементам з тэлурыду кадмію некаторыя асаблівыя перавагі ў пэўных месцах.
Сонечныя элементы з тэлурыду кадмію вырабляць танней. Ім не трэба столькі крэмнія, колькі іншым сонечным элементам. Гэта эканоміць грошы на матэрыялах. У тонкаплёнкавых панэлях замест крэмнію выкарыстоўваюцца розныя матэрыялы. Гэта робіць іх прасцей і менш затратнымі ў вытворчасці. Панэлі з монакрышталічнага крэмнію каштуюць даражэй, таму што яны выкарыстоўваюць больш крэмнію і маюць больш жорсткія крокі. Панэлі з полікрышталічнага крэмнію крыху таннейшыя, але ўсё роўна выкарыстоўваюць больш крэмнію, чым панэлі з тонкай плёнкай. Модулі тэлурыду кадмію ўтрымліваюць кадмій, таму работнікі павінны быць асцярожнымі. Але зрабіць гэтыя клеткі ўсё яшчэ танней, таму што яны выкарыстоўваюць менш матэрыялаў і іх лягчэй пабудаваць.
Тонкаплёнкавыя сонечныя элементы CdTe выкарыстоўваюць менш крэмнію, таму каштуюць танней.
Зрабіць гэтыя вочкі прасцей, чым вырабіць крамянёвыя панэлі.
Больш нізкія выдаткі робяць сонечныя модулі з тэлурыду кадмію добрымі для вялікіх праектаў.
Сонечныя элементы з тэлурыду кадмію лепш для навакольнага асяроддзя, чым крамянёвыя панэлі. Нацыянальная лабараторыя аднаўляльных крыніц энергіі кажа, што гэтыя панэлі маюць больш нізкі кошт вугляроду на ват. Яны выкарыстоўваюць менш энергіі і матэрыялаў для вырабу. Міністэрства энергетыкі ЗША сцвярджае, што выраб модуля з тэлурыду кадмію стварае значна менш вуглякіслага газу, чым крэмніевага. Больш за 90% матэрыялаў гэтых панэляў можна перапрацаваць. Гэта яшчэ больш дапамагае планеце. Спосаб вырабу гэтых панэляў таксама азначае меншае забруджванне паветра і меншае спажыванне энергіі. Гэтыя рэчы робяць сонечныя элементы з тэлурыду кадмію разумным выбарам для атрымання чыстай энергіі.
Заўвага: сонечныя элементы з тэлурыду кадмію дапамагаюць навакольнаму асяроддзю, зніжаючы глабальнае пацяпленне, кіслотныя дажджы і праблемы з азонам. Верагоднасць уцечкі кадмію вельмі нізкая, нават у складаных сітуацыях.
Сонечныя элементы з тэлурыду кадмію добра працуюць на вуліцы. Даследаванні паказваюць, што яны вырабляюць больш энергіі, чым крамянёвыя элементы, калі мала святла. Іх спецыяльная шырыня палос і спектральная характарыстыка дапамагаюць ім добра працаваць раніцай, увечары і ў пахмурныя дні. У гарачых месцах элементы з тэлурыду кадмію працуюць лепш, чым крэмніевыя. Крэмніевыя элементы губляюць сілу, калі становіцца горача. Новыя аксідныя пласты дапамагаюць гэтым элементам падтрымліваць высокае напружанне і магутнасць, нават калі яны гарачыя. Калі мала святла, клеткі тэлурыду кадмію захоўваюць каля 70-80% сваёй звычайнай магутнасці. Яны таксама падтрымліваюць моцнае напружанне халасты ланцуга. Гэта робіць іх добрымі для месцаў з зменлівым надвор'ем або менш сонечнага святла.
Тэхналогія тонкіх плёнак робіць сонечныя панэлі з тэлурыду кадмію лягчэйшымі і больш гнуткімі, чым звычайныя крэмніевыя панэлі. Некаторыя шкляныя/шкляныя панэлі больш цяжкія, але тонкаплёнкавыя панэлі ўсё яшчэ маюць спецыяльнае прымяненне. Яны могуць ездзіць па выгнутых або няцотных паверхнях, такіх як лодкі, фургоны і партатыўнае абсталяванне. Іх невялікі вага азначае, што яны не аказваюць вялікай нагрузкі на дах. Гэта добра для старых будынкаў. Іх таксама лягчэй ставіць і перамяшчаць.
| Тып модуля | Спецыфікацыя вагі | Спецыфікацыя гнуткасці |
|---|---|---|
| Звычайны c-Si (шкло) | Каля 20 кг для панэлі 250 Вт (шкло 3,2 мм) | Жорсткая з-за шкла; цяжкі і не падыходзіць для выгнутых або складаных паверхняў |
| Гнуткі c-Si (палімер) | 2,0–2,5 кг/м⊃2; (да 80% лягчэй) | згінаецца; зроблена для выгнутых дахаў, тэнтаў і дзіўных формаў; просты ў ўстаноўцы |
| Тонкая плёнка CdTe (шкло/шкло) | Цяжэй на панэль (каля 76,9 фунтаў для 470 Вт) | Жорсткая з-за шкла; не такія гнуткія, як гнуткія панэлі з сі-сію на палімернай аснове |
Лёгкія сонечныя батарэі з тэлурыду кадмію не абцяжарваюць дах.
Іх выгнутая форма дазваляе ім размяшчацца на выгнутых або дзіўных паверхнях.
Іх лёгка ўсталёўваць і перамяшчаць, таму яны выдатна падыходзяць для партатыўнага і экстранага выкарыстання.
Тэлурыд кадмію (CdTe) Сістэма сонечнай чарапіцы Тонкаплёнкавая сонечная шкляная дах
Сонечныя панэлі з тэлурыду кадмію выкарыстоўваюцца ў буйных праектах. Сонечная ферма Topaz у Каліфорніі - самая вялікая. Ён мае магутнасць 550 МВт і 9 мільёнаў панэляў. Гэта паказвае, што тэхналогія добра працуе для вялікіх працоўных месцаў. Такія кампаніі, як Terli, дапамагаюць большай колькасці людзей выкарыстоўваць сонечныя батарэі з тэлурыду кадмію. Terli вырабляе мноства вырабаў з сонечнага шкла, такіх як навесы BIPV, сцены з сонечнага шкла, чарапіцу і шторы. Гэтыя прадукты дапамагаюць усталёўваць сонечныя панэлі ў будынкі і пераносіць тэлурыд кадмію ў больш месцаў. Terli працуе над тым, каб зрабіць свае панэлі эфектыўнымі, даступнымі і простымі ў выкарыстанні. Гэта дапамагае больш экалагічным будынкам і буйным энергетычным праектам выкарыстоўваць сонечныя батарэі з тэлурыду кадмію.
Эфектыўнасць сонечных элементаў з тэлурыду кадмію можа перавышаць 30%. Гэта таму, што матэрыял вельмі добра паглынае сонечнае святло. У лабараторыях навукоўцы стварылі клеткі, эфектыўнасць якіх перавышае 22%. Але большасць сонечных панэляў, якія вы можаце купіць, дасягаюць толькі каля 18,6%. Па-ранейшаму існуе вялікая розніца паміж тым, што магчыма, і тым, што адбываецца ў рэальным жыцці. Некаторыя рэчы перашкаджаюць гэтым клеткам працаваць лепш. Адна з праблем заключаецца ў тым, што допінг меддзю абмяжоўвае колькасць дзірак. Гэта падтрымлівае напружанне холадна ланцуга ніжэй за 1 вольт. Таксама цяжка наладзіць добрыя зваротныя кантакты. Навукоўцы не да канца разумеюць, як рухаюцца электроны ў пластах. Гэтыя праблемы перашкаджаюць сонечным элементам з тэлурыду кадмію дасягнуць найлепшай прадукцыйнасці.
Тэлур вельмі рэдка сустракаецца ў зямной кары. Ён змяшчаецца прыкладна ў адной частцы на мільярд. Большая частка тэлуру паходзіць ад здабычы медзі ў якасці пабочнага прадукту. Гэта азначае, што мы атрымаем больш тэлуру, калі будзем здабываць больш медзі. Штогод у свеце вырабляецца каля 500 метрычных тон тэлуру. Але неўзабаве сонечнай прамысловасці можа спатрэбіцца больш за 1200 метрычных тон. Кітай ачышчае больш за палову сусветнага тэлуру. Гэта можа выклікаць праблемы з пастаўкамі і палітыкай. Перапрацоўка можа вярнуць да 95% тэлуру са старых панэляў. Але адной перапрацоўкі будзе недастаткова для будучых патрэб. Нам трэба інвеставаць у здабычу, нафтаперапрацоўку і перапрацоўку. Правілы і галіновыя планы могуць дапамагчы захаваць пастаўкі стабільнымі і знізіць выдаткі.
Заўвага: няма дастатковай колькасці тэлуру для вялікай колькасці сонечных панэляў з тэлурыду кадмію.
Кадмій вельмі атрутны. Агенцтва па ахове навакольнага асяроддзя мае строгія правілы для кадмію ў вадзе. Тэлурыд кадмію можа пашкодзіць клеткі і выклікаць праблемы з лёгкімі пры ўдыханні або праглынанні. Гэтыя сонечныя панэлі не забруджваюць пры звычайным выкарыстанні. Але калі іх зламалі або выкінулі няправільна, яны могуць вылучаць таксіны. Са старых панэляў на звалках часам можа выцякаць занадта шмат кадмію, асабліва ў пэўных умовах. У некаторых краінах, напрыклад у ЕС, дзейнічаюць правілы перапрацоўкі панэляў і спынення забруджвання. Але ў многіх краінах няма жорсткіх правілаў. Людзі непакояцца аб бяспецы і забруджванні сонечнымі элементамі з тэлурыду кадмію.
| аспекту | Дэталі |
|---|---|
| Таксічнасць | Кадмій вельмі атрутны; EPA мае строгія правілы вады; CdTe можа пашкодзіць клеткі |
| Патэнцыял вымывання | Некаторыя палігонныя выпрабаванні паказваюць занадта шмат кадмію |
| Меры рэгулявання | У ЕС ёсць правілы перапрацоўкі панэляў; шмат дзе гэтага не робяць |
| Уздзеянне на навакольнае асяроддзе | Няправільная ўтылізацыя можа вылучыць кадмій і тэлур; патрэбна бяспечная перапрацоўка |
Сонечныя панэлі з тэлурыду кадмію працуюць прыкладна ад 20 да 25 гадоў. Гэта крыху карацей, чым крамянёвыя панэлі, якія служаць ад 25 да 30 гадоў. Некаторыя праблемы могуць прымусіць гэтыя панэлі хутчэй зношвацца. Матэрыялы могуць па-рознаму расцягвацца ў гарачым і халодным стане. Гэта можа выклікаць расколіны або лушчэнне. Гнуткія панэлі могуць трэснуць пры занадта моцным згіне. Гарачае і халоднае надвор'е і сонечнае святло з часам могуць пашкодзіць панэлі. Больш дэфектаў і праблем з'яўляецца па меры старэння панэляў. Медзь можа перамяшчацца з металічных частак і пагаршаць працу панэляў. Гэтыя праблемы робяць даўгавечнасць важнай для вялікіх сонечных праектаў.
Сонечныя панэлі з тэлурыду кадмію не так распаўсюджаны, як крэмніевыя. Яны складаюць каля 5% сусветнага рынку сонечнай энергіі. Толькі некалькі кампаній вырабляюць гэтыя панэлі. Першы сонечны - самы вялікі. Гэты невялікі запас можа ўскладніць набыццё дастатковай колькасці панэляў для вялікіх работ. Праграмы перапрацоўкі могуць аднавіць большую частку тэлуру і кадмію са старых панэляў. Але перапрацоўка ўсё яшчэ паляпшаецца, і не ва ўсіх месцах можна бяспечна працаваць са старымі сонечнымі батарэямі. Людзей хвалююць праблемы бяспекі і перапрацоўкі. Паляпшэнне і палягчэнне перапрацоўкі дапаможа сонечным панэлям тэлурыду кадмію стаць больш бяспечнымі і папулярнымі.
Навукоўцы працуюць над паляпшэннем сонечных батарэй з тэлурыду кадмію. Каманды з Універсітэта штата Каларада і Тэхналагічнага інстытута Бамбея зрабілі новую сонечную батарэю. Гэтая ячэйка мае пераўскіт і пласты тэлурыду кадмію разам. Ён дасягнуў рэкорднага ККД 24,2%. Навукоўцы жадаюць зрабіць яго нават вышэйшым, магчыма, на 27% ці больш. Яны таксама спрабуюць новыя рэчы, такія як легіраваныя паглынальнікі CdSexTe1-x. Яны пераходзяць з меднага допінгу на мыш'як. Гэтыя змены дапамагаюць носьбітам зарада служыць даўжэй і робяць модулі больш трывалымі. Цяпер лабараторныя клеткі маюць больш чым 22% эфектыўнасці. Камерцыйныя модулі могуць дасягаць 18,6%. Самая вялікая праблема - прымусіць гэтыя паляпшэнні працаваць на вялікай колькасці панэляў.
Навукоўцы хочуць выкарыстоўваць менш тэлуру, але захаваць добрую прадукцыйнасць. Яны распрацоўваюць звыштонкія сонечныя батарэі CdTe, якія патрабуюць менш матэрыялу. Гэтыя клеткі ўсё яшчэ працуюць добра. Яны таксама вырабляюць сплавы тэлурыду цынку і кадмію, каб палепшыць плёнку і выкарыстоўваць менш тэлуру. Навукоўцы шукаюць лепшыя спосабы атрымання тэлуру з здабычы. Яны таксама спрабуюць новыя метады допінгу. Некаторыя групы выкарыстоўваюць сплавы CdSeTe і лепшыя тыльныя кантакты, каб атрымаць больш энергіі. Гэтыя крокі дапамагаюць зрабіць ланцужок паставак больш бяспечным, а вытворчасць больш стабільнай.
Сонечная прамысловасць робіць панэлі больш бяспечнымі і лепшымі для планеты. Новая пайка выкарыстоўвае волава-вісмут замест таксічных рэчываў. Стеклянные панэлі не маюць патрэбы ў палімерных падкладках. Гэта робіць іх больш моцнымі і бяспечнымі. Японскія інжынеры знайшлі спосаб выдалення таксічных слаёў кадмію падчас вытворчасці. Прамысловыя правілы і праграмы перапрацоўкі становяцца лепшымі. Гэта робіць заводы больш чыстымі і бяспечнымі для працоўных. Даследаванні паказваюць, што гэтыя змены зніжаюць глабальнае пацяпленне і дапамагаюць панэлям служыць даўжэй. Гэта добра для навакольнага асяроддзя.
Terli з'яўляецца лідэрам у галіне сонечных тэхналогій зялёнага тэлурыду кадмію. Кампанія выкарыстоўвае тонкія паглынальнікі CdTe для эканоміі матэрыялаў і грошай. Terli дадае ззаду пласт тэлуру для павышэння напружання і эфектыўнасці. Іх двухслаёвыя элементы CdSeTe/Te даюць большы ток. Буферны пласт MgZnO прапускае больш святла і дапамагае электронам рухацца. Тэрлі атрымлівае кадмій і тэлур з рэшткаў здабычы. Гэта скарачае адходы і дапамагае экалогіі. Іх тонкаплёнкавы працэс выкарыстоўвае менш энергіі і матэрыялаў. Гэта падтрымлівае больш чыстую будучыню сонечнай энергіі.
Сонечныя элементы з тэлурыду кадмію маюць некаторыя вялікія перавагі. Яны каштуюць танней і добра працуюць. Іх канструкцыя таксама можа згінацца або згінацца. Але ёсць і некаторыя праблемы. Цяжка атрымаць дастаткова матэрыялаў. Кадмій можа быць вельмі шкодным. Людзі павінны падумаць пра некалькі рэчаў:
Колькі каштуюць панэлі і наколькі добра яны ператвараюць сонечнае святло ў энергію
Правілы аховы навакольнага асяроддзя і бяспечная перапрацоўка
Як расце рынак і як канкуруюць сіліконавыя панэлі
Зараз адбываюцца новыя ідэі і даследаванні
Такія кампаніі, як Terli, працягваюць ствараць лепшыя і бяспечныя сонечныя батарэі CdTe. Выкарыстанне гэтых фактаў можа дапамагчы людзям выбраць лепшыя сонечныя панэлі.
Сонечныя элементы CdTe выкарыстоўваюць тонкую плёнку для ўлоўлівання сонечнага святла. У сіліконавых панэлях выкарыстоўваюцца тоўстыя крэмніевыя кавалкі. Панэлі CdTe лягчэйшыя і часам згінаюцца. Сіліконавыя панэлі цяжкія і жорсткія.
Панэлі CdTe бяспечныя пры правільным выкарыстанні. Таксічныя часткі застаюцца герметычнымі ўнутры панэлі. Добрая перапрацоўка і асцярожнае абыходжанне спыняюць шкоду прыродзе. Правілы бяспекі дапамагаюць вырабляць і бяспечна выкідваць панэлі.
Большасць сонечных панэляў CdTe працуюць ад 20 да 25 гадоў. Як доўга яны праслужаць, залежыць ад надвор'я і догляду. Частая праверка дапамагае ім служыць даўжэй.
Так, перапрацоўка можа вярнуць большую частку кадмію і тэлуру. Працэс перапрацоўкі становіцца ўсё лепш. Перапрацоўка скарачае адходы і дапамагае планеце.
Сонечныя батарэі CdTe добра працуюць, калі на вуліцы горача. У цяпле яны губляюць менш энергіі, чым сіліконавыя панэлі. Гэта робіць іх добрымі для сонечных і цёплых месцаў.
