Προβολές: 0 Συγγραφέας: Επεξεργαστής ιστότοπου Ώρα δημοσίευσης: 24-07-2025 Προέλευση: Τοποθεσία
Οι ηλιακές κυψέλες τελλουρίου καδμίου αποτελούν κορυφαία επιλογή στις ηλιακές κυψέλες λεπτής μεμβράνης. Έχουν ιδιαίτερα καλά και κακά σημεία. Αυτά τα κύτταρα χρησιμοποιούν το τελλουρίδιο του καδμίου ως κύριο υλικό. Αυτό το υλικό απορροφά καλά το ηλιακό φως. Βοηθά επίσης να γίνουν τα κύτταρα φθηνότερα στην παραγωγή. Το τελλουρίδιο του καδμίου αποτελεί μόνο περίπου το 5% της παγκόσμιας ηλιακής αγοράς. Είναι όμως πολύ σημαντικό για μεγάλα ηλιακά έργα στο
| Τεχνολογίας των ΗΠΑ | Μερίδιο |
|---|---|
| Μονοκρυσταλλικό πυρίτιο | ~60% |
| Πολυκρυσταλλικό πυρίτιο | ~30% |
| CdTe Thin-Film | ~5% |
| CIGS Thin-Film | ~2% |
Η ιστορία του Terli δείχνει τα πραγματικά οφέλη και πόσο καλά λειτουργούν τα ηλιακά κύτταρα τελλουριδίου του καδμίου.
Τα ηλιακά κύτταρα τελλουρίου καδμίου είναι φθηνότερα στην κατασκευή. Χρησιμοποιούν λιγότερο υλικό από τα πάνελ πυριτίου. Αυτό τα κάνει καλά για μεγάλα ηλιακά έργα. Αυτά τα ηλιακά κύτταρα λειτουργούν καλά σε χαμηλό φωτισμό. Λειτουργούν καλά και όταν είναι ζεστό. Διατηρούν καλή ισχύ όταν τα πάνελ πυριτίου δεν το κάνουν. Τα πάνελ CdTe είναι ελαφρύτερα από τα πάνελ πυριτίου. Μπορούν επίσης να είναι ευέλικτα. Αυτό επιτρέπει στους ανθρώπους να τα τοποθετούν σε καμπύλες ή περίεργες επιφάνειες. Οι άνθρωποι μπορούν να τα χρησιμοποιήσουν σε βάρκες και παλιές στέγες. Υπάρχουν ορισμένα προβλήματα με τα πάνελ CdTe. Δεν υπάρχει πολύ τελλούριο στον κόσμο. Το κάδμιο μπορεί να είναι τοξικό και επικίνδυνο. Τα πάνελ CdTe δεν διαρκούν τόσο πολύ όσο τα πάνελ πυριτίου. Επιστήμονες και εταιρείες όπως η Terli εργάζονται για να διορθώσουν αυτά τα προβλήματα. Θέλουν τα ηλιακά κύτταρα CdTe να είναι ασφαλέστερα. Θέλουν επίσης να λειτουργούν καλύτερα και να είναι καλύτερα για το περιβάλλον.
Τα ηλιακά κύτταρα τελλουρίου καδμίου έχουν ειδική δομή. Αυτό τα κάνει να διαφέρουν από άλλα ηλιακά κύτταρα. Χρησιμοποιούν λεπτά στρώματα στοιβαγμένα το ένα πάνω στο άλλο. Το κύριο μέρος είναι το τελλουρίδιο του καδμίου. Είναι ένας ημιαγωγός με άμεσο διάκενο ζώνης περίπου 1,5 eV. Αυτό το βοηθά να απορροφά το μεγαλύτερο μέρος του ηλιακού φωτός που το χτυπά. Τα κύτταρα λειτουργούν καλά ακόμα και με ένα λεπτό στρώμα.
Ένα κανονικό ηλιακό κύτταρο τελλουρίου καδμίου έχει πολλά στρώματα: Ρόλος
| υλικού | στο CdTe ηλιακή κυψέλη | Συμβολή στην απόδοση |
|---|---|---|
| CdTe τύπου p | Απορροφητικό στρώμα | Άμεσο διάκενο, ιδανικό για την απορρόφηση του μεγαλύτερου μέρους του ηλιακού φάσματος. Ο υψηλός συντελεστής απορρόφησης μειώνει τη χρήση και το κόστος υλικού. |
| CdS τύπου n | Παράθυρο και στρώμα προσωρινής αποθήκευσης | Το ευρύ διάκενο εξασφαλίζει διαφάνεια στο ηλιακό φως. βοηθά στη μεταφορά ηλεκτρονίων. |
| Οξείδιο κασσίτερου με πρόσμειξη φθορίου (FTO) | Διαφανής μπροστινή επαφή αγώγιμου οξειδίου (TCO). | Επιτρέπει στα φωτόνια να εισέλθουν στο κύτταρο ενώ συλλέγουν αποτελεσματικά ρεύμα. |
| Εγγενές οξείδιο του κασσιτέρου (i-SnO2) | Διαφανές στρώμα υψηλής αντίστασης | Περιορίζει τα φαινόμενα ανομοιομορφίας, ενισχύοντας την απόδοση. |
| Οξείδιο του χαλκού (Cu2O) | Στρώμα πεδίου πίσω επιφάνειας (BSF). | Λειτουργεί ως εμπόδιο για την απώθηση των φορέων στην πίσω επαφή, μειώνοντας τις απώλειες ανασυνδυασμού και βελτιώνοντας την αποτελεσματικότητα. |
Αυτός ο σχεδιασμός επιτρέπει στις ηλιακές κυψέλες τελλουρίου καδμίου να λειτουργούν καλά με λιγότερο υλικό. Η χρήση τελλουρίου καδμίου βοηθά τα κύτταρα να λάβουν πολύ ηλιακό φως. Αυτό είναι σημαντικό για τα ηλιακά κύτταρα λεπτής μεμβράνης.
Τα ηλιακά κύτταρα τελλουρίου καδμίου δεν είναι τα ίδια με τα ηλιακά πάνελ πυριτίου. Η μεγαλύτερη διαφορά είναι στο πόσο παχιά και λυγισμένα είναι. Τα κύτταρα τελλουριδίου του καδμίου χρησιμοποιούν μια λεπτή μεμβράνη, πάχους μόνο 1 έως 6 μικρομέτρων. Τα πάνελ πυριτίου χρησιμοποιούν μια πολύ παχύτερη γκοφρέτα, περίπου 180 μικρόμετρα.
| Χαρακτηριστικά | ηλιακά κύτταρα τελλουρίου καδμίου (CdTe) | Παραδοσιακά ηλιακά πάνελ πυριτίου |
|---|---|---|
| Πάχος στρώματος απορροφητή | Λεπτό φιλμ, περίπου 1-6 μm | Παχύ κρυσταλλικό γκοφρέτα πυριτίου, περίπου 180 μm |
| Απορροφητικό Υλικό | Τελλουρίδιο του καδμίου (CdTe) | Κρυσταλλικό πυρίτιο (μονοκρυσταλλικό ή πολυκρυσταλλικό) |
| Επίπεδο παραθύρου/buffer | Θειούχο Κάδμιο (CdS), στιβάδα τύπου n | Δεν εφαρμόζεται ή διαφορετικά υλικά |
| Μπροστινό στρώμα επαφής | Διαφανές αγώγιμο οξείδιο (TCO) | Μεταλλικές γραμμές πλέγματος ορατές στην μπροστινή επιφάνεια |
| Επίπεδο επαφής πίσω | Παρουσιάζει, συλλέγει ηλεκτρόνια και παρέχει ηλεκτρική επαφή | Παρόν |
| Υπόστρωμα | Γυαλί ή εύκαμπτα υλικά, που επιτρέπουν εύκαμπτα πάνελ | Άκαμπτο γυάλινο υπόστρωμα με πλαίσιο |
| Εμφάνιση | Ομοιόμορφο, συνεχές λεπτό φιλμ χωρίς ορατά μεταλλικά πλέγματα | Τμηματοποιημένα κελιά με ορατές μεταλλικές γραμμές πλέγματος |
| Ευκαμψία | Μπορεί να κατασκευαστεί ως εύκαμπτες λεπτές μεμβράνες | Άκαμπτα πάνελ |
Οι ηλιακές κυψέλες τελλουρίου καδμίου φαίνονται λείες και ομοιόμορφες. Μπορούν να κατασκευαστούν σε ελαστικά υλικά. Αυτό σημαίνει ότι λειτουργούν σε καμπύλες ή ελαφριές επιφάνειες. Τα πάνελ πυριτίου είναι άκαμπτα και εμφανίζουν μεταλλικές γραμμές. Και οι δύο τύποι χρησιμοποιούν ημιαγωγό για να μετατρέψουν το ηλιακό φως σε ηλεκτρική ενέργεια. Αλλά ο τρόπος κατασκευής τους δίνει στα ηλιακά κύτταρα τελλουρίου καδμίου ορισμένα ειδικά οφέλη σε ορισμένα μέρη.
Τα ηλιακά κύτταρα τελλουρίου καδμίου είναι φθηνότερα στην κατασκευή. Δεν χρειάζονται τόσο πυρίτιο όσο άλλες ηλιακές κυψέλες. Αυτό εξοικονομεί χρήματα σε υλικά. Τα πάνελ λεπτής μεμβράνης χρησιμοποιούν διαφορετικά υλικά αντί για πυρίτιο. Αυτό καθιστά ευκολότερη και λιγότερο δαπανηρή την παραγωγή τους. Τα πάνελ μονοκρυσταλλικού πυριτίου κοστίζουν περισσότερο επειδή χρησιμοποιούν περισσότερο πυρίτιο και έχουν πιο σκληρά βήματα. Τα πάνελ πολυκρυσταλλικού πυριτίου είναι λίγο φθηνότερα, αλλά εξακολουθούν να χρησιμοποιούν περισσότερο πυρίτιο από τα πάνελ λεπτής μεμβράνης. Οι μονάδες τελλουρίου καδμίου έχουν κάδμιο, επομένως οι εργαζόμενοι πρέπει να είναι προσεκτικοί. Αλλά η κατασκευή αυτών των κυψελών εξακολουθεί να είναι λιγότερο δαπανηρή επειδή χρησιμοποιούν λιγότερα υλικά και είναι ευκολότερο να κατασκευαστούν.
Τα ηλιακά κύτταρα λεπτής μεμβράνης CdTe χρησιμοποιούν λιγότερο πυρίτιο, επομένως κοστίζουν λιγότερο.
Η κατασκευή αυτών των κυψελών είναι πιο απλή από την κατασκευή πάνελ πυριτίου.
Το χαμηλότερο κόστος καθιστά τις ηλιακές μονάδες τελλουρίου καδμίου καλές για μεγάλα έργα.
Τα ηλιακά κύτταρα τελλουρίου καδμίου είναι καλύτερα για το περιβάλλον από τα πάνελ πυριτίου. Το Εθνικό Εργαστήριο Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας λέει ότι αυτά τα πάνελ έχουν χαμηλότερο κόστος άνθρακα ανά watt. Χρησιμοποιούν λιγότερη ενέργεια και υλικά για την κατασκευή τους. Το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ λέει ότι η κατασκευή μιας μονάδας τελλουρίου καδμίου δημιουργεί πολύ λιγότερο διοξείδιο του άνθρακα από ένα πυρίτιο. Πάνω από το 90% των υλικών σε αυτά τα πάνελ μπορούν να ανακυκλωθούν. Αυτό βοηθά τον πλανήτη ακόμα περισσότερο. Ο τρόπος κατασκευής αυτών των πάνελ σημαίνει επίσης λιγότερη ατμοσφαιρική ρύπανση και λιγότερη κατανάλωση ενέργειας. Αυτά τα πράγματα κάνουν τα ηλιακά κύτταρα τελλουρίου καδμίου μια έξυπνη επιλογή για καθαρή ενέργεια.
Σημείωση: Τα ηλιακά κύτταρα τελλουρίου καδμίου βοηθούν το περιβάλλον μειώνοντας την υπερθέρμανση του πλανήτη, την όξινη βροχή και τα προβλήματα του όζοντος. Η πιθανότητα διαρροής καδμίου είναι πολύ χαμηλή, ακόμη και σε δύσκολες καταστάσεις.
Τα ηλιακά κύτταρα τελλουρίου καδμίου λειτουργούν καλά έξω. Μελέτες δείχνουν ότι παράγουν περισσότερη ενέργεια από τα κύτταρα πυριτίου όταν υπάρχει λίγο φως. Το ειδικό διάκενο και η φασματική απόκρισή τους τα βοηθούν να λειτουργούν καλά το πρωί, το βράδυ και τις συννεφιασμένες μέρες. Σε ζεστά μέρη, τα κύτταρα τελλουρίου καδμίου συνεχίζουν να λειτουργούν καλύτερα από τα κύτταρα πυριτίου. Τα κύτταρα πυριτίου χάνουν ισχύ όταν ζεσταίνεται. Νέα στρώματα οξειδίου βοηθούν αυτά τα κύτταρα να διατηρούν υψηλή τάση και ισχύ, ακόμη και όταν είναι ζεστό. Όταν δεν υπάρχει πολύ φως, τα κύτταρα τελλουρίου καδμίου διατηρούν περίπου το 70-80% της κανονικής τους ισχύος. Διατηρούν επίσης ισχυρή τάση ανοιχτού κυκλώματος. Αυτό τα κάνει καλά για μέρη με μεταβαλλόμενο καιρό ή λιγότερο ηλιακό φως.
Η τεχνολογία λεπτής μεμβράνης καθιστά τους ηλιακούς συλλέκτες τελλουρίου καδμίου ελαφρύτερους και πιο εύκαμπτους από τους κανονικούς συλλέκτες πυριτίου. Ορισμένα πάνελ γυαλιού/γυαλιού είναι βαρύτερα, αλλά τα πάνελ λεπτής μεμβράνης εξακολουθούν να έχουν ειδικές χρήσεις. Μπορούν να πάνε σε καμπύλες ή περίεργες επιφάνειες όπως σκάφη, RV και φορητά εργαλεία. Το μικρό τους βάρος σημαίνει ότι δεν ασκούν μεγάλη πίεση στις στέγες. Αυτό είναι καλό για παλιά κτίρια. Είναι επίσης πιο εύκολο να τοποθετηθούν και να μετακινηθούν.
| Τύπος μονάδας | Προδιαγραφή βάρους | Προδιαγραφή ευελιξίας |
|---|---|---|
| Συμβατικό c-Si (γυαλί) | Περίπου 20 κιλά για πάνελ 250 W (γυαλί 3,2 mm) | Σκληρό λόγω γυαλιού. βαρύ και δεν είναι κατάλληλο για καμπύλες ή δύσκολες επιφάνειες |
| Ευέλικτο c-Si (πολυμερές) | 2,0–2,5 kg/m² (έως και 80% ελαφρύτερο) | Εύκαμπτο; κατασκευασμένο για καμπύλες στέγες, σκηνές και περίεργα σχήματα. εύκολο στην εγκατάσταση |
| CdTe Thin-Film (γυαλί/γυαλί) | Βαρύτερο ανά πίνακα (περίπου 76,9 λίβρες για 470 W) | Σκληρό λόγω γυαλιού. όχι τόσο ελαστικά όσο τα εύκαμπτα πάνελ c-Si με βάση πολυμερή |
Οι ηλιακοί συλλέκτες ελαφρού τελλουρίου καδμίου δεν βαραίνουν τις στέγες.
Το λυγισμένο σχήμα τους τα επιτρέπει να εφαρμόζουν σε καμπύλες ή περίεργες επιφάνειες.
Είναι εύκολο να εγκατασταθούν και να μετακινηθούν, επομένως είναι εξαιρετικά για φορητές και έκτακτες χρήσεις.
Σύστημα ηλιακών πλακιδίων οροφής τελουριδίου καδμίου (CdTe) Ηλιακή γυάλινη οροφή λεπτής μεμβράνης
Οι ηλιακοί συλλέκτες τελλουρίου καδμίου χρησιμοποιούνται σε μεγάλα έργα. Το Topaz Solar Farm στην Καλιφόρνια είναι το μεγαλύτερο. Διαθέτει ισχύ 550 MW και 9 εκατομμύρια πάνελ. Αυτό δείχνει ότι η τεχνολογία λειτουργεί καλά για μεγάλες εργασίες. Εταιρείες όπως η Terli βοηθούν περισσότερους ανθρώπους να χρησιμοποιούν ηλιακές κυψέλες τελλουρίου καδμίου. Η Terli κατασκευάζει πολλά προϊόντα ηλιακού γυαλιού, όπως τοίχους κουρτινών BIPV, ηλιακούς γυάλινους τοίχους, πλακάκια οροφής και καλύμματα σκιάς. Αυτά τα προϊόντα βοηθούν στην τοποθέτηση ηλιακών συλλεκτών σε κτίρια και φέρνουν το τελλουρίδιο του καδμίου σε περισσότερα μέρη. Η Terli εργάζεται για να κάνει τα πάνελ της αποδοτικά, οικονομικά και εύκολα στη χρήση. Αυτό βοηθά περισσότερα πράσινα κτίρια και μεγάλα ενεργειακά έργα να χρησιμοποιούν ηλιακούς συλλέκτες τελλουρίου καδμίου.
Οι ηλιακές κυψέλες τελλουρίου καδμίου θα μπορούσαν να είναι αποδοτικές πάνω από 30%. Αυτό συμβαίνει επειδή το υλικό απορροφά πολύ καλά το ηλιακό φως. Στα εργαστήρια, οι επιστήμονες έχουν κατασκευάσει κύτταρα που είναι περισσότερο από 22% αποτελεσματικά. Αλλά τα περισσότερα ηλιακά πάνελ που μπορείτε να αγοράσετε φτάνουν μόνο περίπου το 18,6%. Υπάρχει ακόμα μεγάλη διαφορά ανάμεσα στο τι είναι δυνατό και στο τι συμβαίνει στην πραγματική ζωή. Μερικά πράγματα εμποδίζουν αυτά τα κύτταρα να λειτουργούν καλύτερα. Ένα πρόβλημα είναι ότι το ντόπινγκ χαλκού περιορίζει πόσες τρύπες υπάρχουν. Αυτό διατηρεί την τάση ανοιχτού κυκλώματος κάτω από 1 βολτ. Είναι επίσης δύσκολο να κάνετε καλές επαφές πίσω. Οι επιστήμονες δεν κατανοούν πλήρως πώς κινούνται τα ηλεκτρόνια στα στρώματα. Αυτά τα προβλήματα εμποδίζουν τα ηλιακά κύτταρα τελλουρίου καδμίου να φτάσουν στην καλύτερη απόδοσή τους.
Το τελλούριο είναι πολύ σπάνιο στον φλοιό της Γης. Βρίσκεται σε περίπου ένα μέρος ανά δισεκατομμύριο. Το περισσότερο τελλούριο προέρχεται από την εξόρυξη χαλκού ως υποπροϊόν. Αυτό σημαίνει ότι παίρνουμε περισσότερο τελλούριο μόνο εάν εξορύξουμε περισσότερο χαλκό. Ο κόσμος παράγει περίπου 500 μετρικούς τόνους τελλουρίου κάθε χρόνο. Αλλά η ηλιακή βιομηχανία μπορεί να χρειαστεί περισσότερους από 1.200 μετρικούς τόνους σύντομα. Η Κίνα διυλίζει περισσότερο από το ήμισυ του τελλουρίου στον κόσμο. Αυτό μπορεί να προκαλέσει προβλήματα με την προσφορά και την πολιτική. Η ανακύκλωση μπορεί να επαναφέρει έως και το 95% του τελλουρίου από παλιά πάνελ. Όμως η ανακύκλωση από μόνη της δεν θα είναι αρκετή για τις μελλοντικές ανάγκες. Πρέπει να επενδύσουμε στην εξόρυξη, τη διύλιση και την ανακύκλωση. Οι κανόνες και τα βιομηχανικά σχέδια μπορούν να βοηθήσουν στη διατήρηση της προσφοράς σταθερή και χαμηλότερο κόστος.
Σημείωση: Δεν υπάρχει αρκετό τελλούριο για πολλά ηλιακά πάνελ τελλουρίου καδμίου.
Το κάδμιο είναι πολύ δηλητηριώδες. Η Υπηρεσία Προστασίας του Περιβάλλοντος έχει αυστηρούς κανόνες για το κάδμιο στο νερό. Το τελλουρίδιο του καδμίου μπορεί να βλάψει τα κύτταρα και να προκαλέσει προβλήματα στους πνεύμονες εάν εισπνευστεί ή καταποθεί. Αυτά τα ηλιακά πάνελ δεν ρυπαίνουν κατά την κανονική χρήση. Αλλά αν σπάσουν ή πεταχτούν λάθος, μπορούν να απελευθερώσουν τοξίνες. Τα παλιά πάνελ σε χώρους υγειονομικής ταφής μπορεί μερικές φορές να διαρρέουν πολύ κάδμιο, ειδικά σε ορισμένες συνθήκες. Ορισμένα μέρη, όπως η ΕΕ, έχουν κανόνες για την ανακύκλωση των πάνελ και την καταστολή της ρύπανσης. Αλλά πολλές χώρες δεν έχουν ισχυρούς κανόνες. Οι άνθρωποι ανησυχούν για την ασφάλεια και τη ρύπανση από ηλιακές κυψέλες τελλουρίου καδμίου.
| πτυχών | Λεπτομέρειες |
|---|---|
| Τοξικότητα | Το κάδμιο είναι πολύ δηλητηριώδες. Η EPA έχει αυστηρούς κανόνες για το νερό. Το CdTe μπορεί να βλάψει τα κύτταρα |
| Δυνατότητα έκπλυσης | Ορισμένες δοκιμές υγειονομικής ταφής δείχνουν υπερβολική ποσότητα καδμίου |
| Κανονιστικά Μέτρα | Η ΕΕ έχει κανόνες για την ανακύκλωση πάνελ. πολλά μέρη όχι |
| Περιβαλλοντικές Επιπτώσεις | Η κακή απόρριψη μπορεί να απελευθερώσει κάδμιο και τελλούριο. απαιτείται ασφαλής ανακύκλωση |
Οι ηλιακοί συλλέκτες από τελλουρίδιο του καδμίου διαρκούν περίπου 20 έως 25 χρόνια. Αυτό είναι λίγο μικρότερο από τα πάνελ πυριτίου, τα οποία διαρκούν 25 έως 30 χρόνια. Ορισμένα προβλήματα μπορεί να κάνουν αυτά τα πάνελ να φθείρονται πιο γρήγορα. Τα υλικά μπορούν να τεντωθούν διαφορετικά όταν είναι ζεστά ή κρύα. Αυτό μπορεί να προκαλέσει ρωγμές ή ξεφλούδισμα. Τα εύκαμπτα πάνελ μπορεί να ραγίσουν εάν λυγίσουν πολύ. Ο ζεστός και κρύος καιρός και το ηλιακό φως μπορεί να καταστρέψουν τα πάνελ με την πάροδο του χρόνου. Περισσότερα ελαττώματα και προβλήματα εμφανίζονται καθώς τα πάνελ γερνούν. Ο χαλκός μπορεί να μετακινηθεί από μεταλλικά μέρη και να κάνει τα πάνελ να λειτουργούν χειρότερα. Αυτά τα ζητήματα καθιστούν την ανθεκτικότητα σημαντική για μεγάλα ηλιακά έργα.
Τα ηλιακά πάνελ τελλουρίου καδμίου δεν είναι τόσο κοινά όσο τα πάνελ πυριτίου. Αποτελούν περίπου το 5% της παγκόσμιας ηλιακής αγοράς. Μόνο λίγες εταιρείες κατασκευάζουν αυτά τα πάνελ. Η First Solar είναι η μεγαλύτερη. Αυτό το μικρό απόθεμα μπορεί να δυσκολέψει την απόκτηση αρκετών πάνελ για μεγάλες εργασίες. Τα προγράμματα ανακύκλωσης μπορούν να ανακτήσουν το μεγαλύτερο μέρος του τελλουρίου και του καδμίου από τα παλιά πάνελ. Ωστόσο, η ανακύκλωση εξακολουθεί να βελτιώνεται και δεν μπορούν όλα τα μέρη να χειριστούν τα παλιά ηλιακά πάνελ με ασφάλεια. Οι άνθρωποι ανησυχούν για προβλήματα ασφάλειας και ανακύκλωσης. Η καλύτερη και ευκολότερη ανακύκλωση θα βοηθήσει τους ηλιακούς συλλέκτες τελλουρίου καδμίου να είναι ασφαλέστεροι και δημοφιλέστεροι.
Οι επιστήμονες εργάζονται για να βελτιώσουν τα ηλιακά κύτταρα τελλουρίου καδμίου. Ομάδες στο Κρατικό Πανεπιστήμιο του Κολοράντο και το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Βομβάης κατασκεύασαν ένα νέο ηλιακό κύτταρο. Αυτό το κύτταρο έχει στρώματα περοβσκίτη και τελλουριδίου του καδμίου μαζί. Έφτασε σε ρεκόρ απόδοσης 24,2%. Οι επιστήμονες θέλουν να το κάνουν ακόμη υψηλότερο, ίσως 27% ή περισσότερο. Δοκιμάζουν επίσης νέα πράγματα όπως απορροφητές από κράμα CdSexTe1-x. Αλλάζουν από το ντόπινγκ χαλκού στο αρσενικό. Αυτές οι αλλαγές βοηθούν τους φορείς φόρτισης να διαρκούν περισσότερο και να κάνουν τις μονάδες ισχυρότερες. Τα εργαστηριακά κύτταρα έχουν πλέον απόδοση άνω του 22%. Οι εμπορικές μονάδες μπορούν να φτάσουν έως και 18,6%. Η μεγαλύτερη πρόκληση είναι να λειτουργήσουν αυτές οι βελτιώσεις για πολλά πάνελ.
Οι επιστήμονες θέλουν να χρησιμοποιούν λιγότερο τελλούριο αλλά να διατηρούν καλή απόδοση. Σχεδιάζουν εξαιρετικά λεπτά ηλιακά κύτταρα CdTe που χρειάζονται λιγότερο υλικό. Αυτά τα κύτταρα εξακολουθούν να λειτουργούν καλά. Κατασκευάζουν επίσης κράματα τελλουρίου ψευδαργύρου καδμίου για τη βελτίωση της μεμβράνης και τη χρήση λιγότερου τελλουρίου. Οι επιστήμονες αναζητούν καλύτερους τρόπους για να πάρουν το τελλούριο από την εξόρυξη. Δοκιμάζουν και νέες μεθόδους ντόπινγκ. Ορισμένες ομάδες χρησιμοποιούν κράματα CdSeTe και καλύτερες επαφές πίσω για να λάβουν περισσότερη ενέργεια. Αυτά τα βήματα βοηθούν να γίνει η αλυσίδα εφοδιασμού ασφαλέστερη και η παραγωγή πιο σταθερή.
Η ηλιακή βιομηχανία κάνει τα πάνελ ασφαλέστερα και καλύτερα για τον πλανήτη. Η νέα συγκόλληση χρησιμοποιεί κασσίτερο-βισμούθιο αντί για τοξικά υλικά. Τα πάνελ γυαλιού-γυαλιού δεν χρειάζονται οπίσθια φύλλα πολυμερούς. Αυτό τα κάνει πιο δυνατά και ασφαλή. Ιάπωνες μηχανικοί βρήκαν έναν τρόπο να απομακρύνουν τα τοξικά στρώματα καδμίου κατά την παραγωγή. Οι κανόνες του κλάδου και τα προγράμματα ανακύκλωσης βελτιώνονται. Αυτό καθιστά τα εργοστάσια καθαρότερα και ασφαλέστερα για τους εργαζόμενους. Μελέτες δείχνουν ότι αυτές οι αλλαγές μειώνουν την υπερθέρμανση του πλανήτη και βοηθούν τα πάνελ να διαρκέσουν περισσότερο. Αυτό είναι καλό για το περιβάλλον.
Η Terli είναι ηγέτης στην ηλιακή τεχνολογία πράσινου τελλουρίου καδμίου. Η εταιρεία χρησιμοποιεί λεπτούς απορροφητές CdTe για εξοικονόμηση υλικού και χρημάτων. Το Terli προσθέτει ένα στρώμα τελλουρίου στο πίσω μέρος για να αυξήσει την τάση και την απόδοση. Τα διπλοστρωματικά τους κύτταρα CdSeTe/Te δίνουν περισσότερο ρεύμα. Το ρυθμιστικό στρώμα MgZnO αφήνει περισσότερο φως και βοηθά τα ηλεκτρόνια να κινούνται. Το Terli λαμβάνει κάδμιο και τελλούριο από τα υπολείμματα εξόρυξης. Αυτό μειώνει τα απόβλητα και βοηθά το περιβάλλον. Η διαδικασία λεπτής μεμβράνης τους χρησιμοποιεί λιγότερη ενέργεια και λιγότερα υλικά. Αυτό υποστηρίζει ένα καθαρότερο μέλλον για την ηλιακή ενέργεια.
Τα ηλιακά κύτταρα τελλουρίου καδμίου έχουν μερικά μεγάλα πλεονεκτήματα. Κοστίζουν λιγότερο στην κατασκευή τους και λειτουργούν καλά. Ο σχεδιασμός τους μπορεί επίσης να λυγίσει ή να λυγίσει. Υπάρχουν όμως και κάποια προβλήματα. Είναι δύσκολο να προμηθευτείς αρκετά υλικά. Το κάδμιο μπορεί να είναι πολύ επιβλαβές. Οι άνθρωποι πρέπει να σκεφτούν μερικά πράγματα:
Πόσο κοστίζουν τα πάνελ και πόσο καλά μετατρέπουν το ηλιακό φως σε ισχύ
Κανόνες για το περιβάλλον και πώς να ανακυκλώνουμε με ασφάλεια
Πώς αναπτύσσεται η αγορά και πώς ανταγωνίζονται τα πάνελ πυριτίου
Νέες ιδέες και έρευνα συμβαίνουν τώρα
Εταιρείες όπως η Terli συνεχίζουν να κατασκευάζουν καλύτερες και ασφαλέστερες ηλιακές κυψέλες CdTe. Η χρήση αυτών των στοιχείων μπορεί να βοηθήσει τους ανθρώπους να επιλέξουν τους καλύτερους ηλιακούς συλλέκτες.
Τα ηλιακά κύτταρα CdTe χρησιμοποιούν ένα λεπτό φιλμ για να πιάσουν το φως του ήλιου. Τα πάνελ πυριτίου χρησιμοποιούν παχιά κομμάτια πυριτίου. Τα πάνελ CdTe είναι ελαφρύτερα και μερικές φορές λυγισμένα. Τα πάνελ πυριτίου είναι βαριά και άκαμπτα.
Τα πάνελ CdTe είναι ασφαλή όταν χρησιμοποιούνται με τον σωστό τρόπο. Τα τοξικά μέρη παραμένουν σφραγισμένα μέσα στο πάνελ. Η καλή ανακύκλωση και ο προσεκτικός χειρισμός σταματούν τις βλάβες στη φύση. Οι κανόνες ασφαλείας βοηθούν στην κατασκευή και την απόρριψη των πάνελ με ασφάλεια.
Τα περισσότερα ηλιακά πάνελ CdTe λειτουργούν για 20 έως 25 χρόνια. Το πόσο διαρκούν εξαρτάται από τον καιρό και τη φροντίδα. Ο έλεγχος τους συχνά τους βοηθά να διαρκέσουν περισσότερο.
Ναι, η ανακύκλωση μπορεί να πάρει πίσω το περισσότερο κάδμιο και τελλούριο. Η διαδικασία ανακύκλωσης βελτιώνεται συνεχώς. Η ανακύκλωση μειώνει τα απόβλητα και βοηθά τον πλανήτη.
Τα ηλιακά κύτταρα CdTe λειτουργούν καλά όταν είναι ζεστό έξω. Χάνουν λιγότερη ισχύ από τα πάνελ πυριτίου στη θερμότητα. Αυτό τα κάνει καλά για ηλιόλουστα και ζεστά μέρη.
