Dilihat: 0 Penulis: Editor Situs Waktu Publikasi: 24-07-2025 Asal: Lokasi
Sel surya kadmium telurida adalah pilihan utama dalam sel surya film tipis. Mereka memiliki poin baik dan buruk khusus. Sel-sel ini menggunakan telurida kadmium sebagai bahan utama. Bahan ini menyerap sinar matahari dengan baik. Ini juga membantu membuat sel lebih murah untuk diproduksi. Kadmium telurida hanya menguasai sekitar 5% pasar tenaga surya dunia. Namun hal ini sangat penting untuk proyek tenaga surya besar di
| Teknologi AS | Pangsa Pasar |
|---|---|
| Silikon Monokristalin | ~60% |
| Silikon Polikristalin | ~30% |
| Film Tipis CdTe | ~5% |
| Film Tipis CIGS | ~2% |
Kisah Terli menunjukkan manfaat nyata dan seberapa baik sel surya kadmium telluride bekerja.
Sel surya kadmium telurida lebih murah untuk dibuat. Mereka menggunakan lebih sedikit bahan dibandingkan panel silikon. Hal ini membuat mereka cocok untuk proyek tenaga surya besar. Sel surya ini bekerja dengan baik dalam cahaya rendah. Mereka juga bekerja dengan baik saat cuaca panas. Mereka tetap menghasilkan tenaga yang baik ketika panel silikon tidak. Panel CdTe lebih ringan dari panel silikon. Mereka juga bisa fleksibel. Hal ini memungkinkan orang meletakkannya pada permukaan yang melengkung atau aneh. Orang bisa menggunakannya di perahu dan atap tua. Ada beberapa masalah dengan panel CdTe. Tidak banyak telurium di dunia. Kadmium bisa menjadi racun dan berbahaya. Panel CdTe tidak bertahan selama panel silikon. Para ilmuwan dan perusahaan seperti Terli berupaya memperbaiki masalah ini. Mereka ingin sel surya CdTe lebih aman. Mereka juga ingin mereka bekerja lebih baik dan menjadi lebih baik bagi lingkungan.
Sel surya kadmium telurida memiliki struktur khusus. Hal ini membedakannya dengan sel surya lainnya. Mereka menggunakan lapisan tipis yang ditumpuk satu sama lain. Bagian utamanya adalah kadmium telurida. Ini adalah semikonduktor dengan celah pita langsung sekitar 1,5 eV. Ini membantunya menyerap sebagian besar sinar matahari yang menerpanya. Sel-selnya bekerja dengan baik bahkan dengan lapisan tipis.
Sel surya kadmium telurida normal memiliki beberapa lapisan: Peran
| Material dalam | Sel Surya CdTe terhadap Kinerja | Kontribusi |
|---|---|---|
| CdTe tipe-p | Lapisan penyerap | Celah pita langsung ideal untuk menyerap sebagian besar spektrum matahari; koefisien penyerapan yang tinggi mengurangi penggunaan material dan biaya. |
| CdS tipe-n | Lapisan jendela dan penyangga | Celah pita lebar memastikan transparansi terhadap sinar matahari; membantu transpor elektron. |
| Timah oksida yang didoping fluor (FTO) | Kontak depan oksida penghantar transparan (TCO). | Memungkinkan foton memasuki sel sambil mengumpulkan arus secara efisien. |
| Timah oksida intrinsik (i-SnO2) | Lapisan transparan resistif tinggi | Membatasi efek ketidakseragaman, meningkatkan efisiensi. |
| Tembaga oksida (Cu2O) | Lapisan bidang permukaan belakang (BSF). | Bertindak sebagai penghalang untuk mengusir pembawa pada kontak belakang, mengurangi kerugian rekombinasi dan meningkatkan efisiensi. |
Desain ini memungkinkan sel surya kadmium telluride bekerja dengan baik dengan material yang lebih sedikit. Menggunakan telurida kadmium membantu sel menyerap banyak sinar matahari. Hal ini penting untuk sel surya film tipis.
Sel surya kadmium telurida tidak sama dengan panel surya silikon. Perbedaan terbesarnya terletak pada ketebalan dan kelenturannya. Sel telurida kadmium menggunakan lapisan tipis, tebalnya hanya 1 hingga 6 mikrometer. Panel silikon menggunakan wafer yang jauh lebih tebal, sekitar 180 mikrometer.
| Fitur | Sel Surya Cadmium Telluride (CdTe) | Panel Surya Silikon Tradisional |
|---|---|---|
| Ketebalan Lapisan Penyerap | Film tipis, kira-kira 1-6 µm | Wafer silikon kristal tebal, sekitar 180 µm |
| Bahan Penyerap | Kadmium Tellurida (CdTe) | Silikon Kristal (monokristalin atau polikristalin) |
| Jendela/Lapisan Penyangga | Kadmium Sulfida (CdS), lapisan tipe-n | Tidak berlaku atau bahan berbeda |
| Lapisan Kontak Depan | Oksida Konduktif Transparan (TCO) | Garis kisi logam terlihat di permukaan depan |
| Lapisan Kontak Belakang | Hadir, mengumpulkan elektron dan menyediakan kontak listrik | Hadiah |
| Substrat | Kaca atau bahan fleksibel, memungkinkan panel fleksibel | Substrat kaca kaku dengan bingkai |
| Penampilan | Film tipis yang seragam dan kontinyu tanpa kisi-kisi logam yang terlihat | Sel tersegmentasi dengan garis kisi logam yang terlihat |
| Fleksibilitas | Dapat diproduksi sebagai film tipis fleksibel | Panel kaku |
Sel surya kadmium telurida terlihat halus dan rata. Mereka bisa dibuat dari bahan yang lentur. Ini berarti mereka bekerja pada permukaan melengkung atau ringan. Panel silikon kaku dan menunjukkan garis logam. Kedua jenis tersebut menggunakan semikonduktor untuk mengubah sinar matahari menjadi listrik. Namun cara pembuatannya memberikan sel surya kadmium telurida beberapa manfaat khusus di tempat tertentu.
Sel surya kadmium telurida lebih murah untuk dibuat. Mereka tidak membutuhkan silikon sebanyak sel surya lainnya. Ini menghemat uang untuk bahan. Panel film tipis menggunakan bahan berbeda, bukan silikon. Hal ini membuat produksinya lebih mudah dan lebih murah. Panel silikon monokristalin paling mahal karena menggunakan lebih banyak silikon dan memiliki langkah yang lebih sulit. Panel silikon polikristalin sedikit lebih murah tetapi masih menggunakan lebih banyak silikon dibandingkan panel film tipis. Modul telurida kadmium mengandung kadmium, sehingga pekerja harus berhati-hati. Namun pembuatan sel-sel ini masih lebih murah karena menggunakan lebih sedikit bahan dan lebih mudah dibuat.
Sel surya film tipis CdTe menggunakan lebih sedikit silikon, sehingga harganya lebih murah.
Pembuatan sel ini lebih sederhana dibandingkan pembuatan panel silikon.
Biaya yang lebih rendah membuat modul surya kadmium telurida cocok untuk proyek besar.
Sel surya kadmium telurida lebih baik bagi lingkungan dibandingkan panel silikon. Laboratorium Energi Terbarukan Nasional mengatakan panel ini memiliki biaya karbon per watt yang lebih rendah. Mereka menggunakan lebih sedikit energi dan bahan untuk membuatnya. Departemen Energi AS mengatakan pembuatan modul telurida kadmium menghasilkan lebih sedikit karbon dioksida dibandingkan modul silikon. Lebih dari 90% bahan dalam panel ini dapat didaur ulang. Hal ini semakin membantu planet ini. Cara panel ini dibuat juga berarti lebih sedikit polusi udara dan lebih sedikit penggunaan energi. Hal-hal ini membuat sel surya kadmium telurida menjadi pilihan cerdas untuk energi bersih.
Catatan: Sel surya kadmium telurida membantu lingkungan dengan menurunkan pemanasan global, hujan asam, dan masalah ozon. Kemungkinan kebocoran kadmium sangat rendah, bahkan dalam situasi sulit.
Sel surya kadmium telurida bekerja dengan baik di luar ruangan. Studi menunjukkan mereka menghasilkan lebih banyak energi daripada sel silikon ketika hanya ada sedikit cahaya. Celah pita khusus dan respons spektralnya membantu mereka bekerja dengan baik di pagi hari, sore hari, dan pada hari berawan. Di tempat panas, sel telurida kadmium tetap bekerja lebih baik daripada sel silikon. Sel silikon kehilangan daya saat menjadi panas. Lapisan oksida baru membantu sel-sel ini menjaga tegangan dan daya tetap tinggi, bahkan saat cuaca panas. Ketika tidak ada banyak cahaya, sel telurida kadmium mempertahankan sekitar 70-80% dari kekuatan normalnya. Mereka juga menjaga tegangan rangkaian terbuka yang kuat. Hal ini membuatnya cocok untuk tempat dengan cuaca yang berubah-ubah atau sedikit sinar matahari.
Teknologi film tipis membuat panel surya kadmium telurida lebih ringan dan lebih mudah ditekuk dibandingkan panel silikon biasa. Beberapa panel kaca/kaca lebih berat, namun panel film tipis masih memiliki kegunaan khusus. Mereka bisa berada di permukaan melengkung atau berbentuk aneh seperti perahu, RV, dan peralatan portabel. Bobotnya yang ringan berarti tidak memberikan banyak tekanan pada atap. Ini bagus untuk bangunan tua. Mereka juga lebih mudah dipasang dan dipindahkan.
| Tipe Modul | Spesifikasi Berat | Spesifikasi Fleksibilitas |
|---|---|---|
| C-Si konvensional (kaca) | Sekitar 20 kg untuk panel 250W (kaca 3,2 mm) | Kaku karena kaca; berat dan tidak baik untuk permukaan melengkung atau rumit |
| C-Si fleksibel (polimer) | 2,0–2,5kg/m² (hingga 80% lebih ringan) | Dapat ditekuk; dibuat untuk atap melengkung, tenda, dan bentuk aneh; mudah dipasang |
| Film Tipis CdTe (kaca/kaca) | Lebih berat per panel (sekitar 76,9 lbs untuk 470 W) | Kaku karena kaca; tidak sekuat panel c-Si fleksibel berbasis polimer |
Panel surya kadmium telurida yang ringan tidak memberatkan atap.
Bentuknya yang melengkung memungkinkannya dipasang pada permukaan yang melengkung atau aneh.
Mereka mudah dipasang dan dipindahkan, sehingga cocok untuk penggunaan portabel dan darurat.
Cadmium Telluride (CdTe) Sistem Genteng Surya Film Tipis Atap Kaca Surya
Panel surya kadmium telurida digunakan dalam proyek-proyek besar. Ladang Tenaga Surya Topaz di California adalah yang terbesar. Ia memiliki daya 550 MW dan 9 juta panel. Hal ini menunjukkan bahwa teknologi tersebut bekerja dengan baik untuk pekerjaan berskala besar. Perusahaan seperti Terli membantu lebih banyak orang menggunakan sel surya kadmium telurida. Terli membuat banyak produk kaca tenaga surya, seperti dinding tirai BIPV, dinding kaca tenaga surya, genteng, dan penutup peneduh. Produk-produk ini membantu memasang panel surya pada bangunan dan membawa telurida kadmium ke lebih banyak tempat. Terli berupaya membuat panelnya efisien, terjangkau, dan mudah digunakan. Hal ini membantu lebih banyak bangunan ramah lingkungan dan proyek energi besar menggunakan panel surya kadmium telurida.
Sel surya kadmium telurida bisa memiliki efisiensi lebih dari 30%. Hal ini dikarenakan bahan tersebut menyerap sinar matahari dengan sangat baik. Di laboratorium, para ilmuwan telah membuat sel dengan efisiensi lebih dari 22%. Namun sebagian besar panel surya yang bisa Anda beli hanya mencapai sekitar 18,6%. Masih ada perbedaan besar antara apa yang mungkin terjadi dan apa yang terjadi dalam kehidupan nyata. Beberapa hal menghentikan sel-sel ini untuk bekerja lebih baik. Salah satu masalahnya adalah doping tembaga membatasi jumlah lubang yang ada. Ini menjaga tegangan rangkaian terbuka di bawah 1 volt. Juga sulit untuk membuat kontak belakang yang baik. Para ilmuwan belum sepenuhnya memahami bagaimana elektron bergerak di dalam lapisan. Masalah-masalah ini membuat sel surya kadmium telurida tidak mencapai kinerja terbaiknya.
Telurium sangat langka di kerak bumi. Jumlahnya sekitar satu bagian per miliar. Kebanyakan telurium berasal dari penambangan tembaga sebagai produk sampingan. Ini berarti kita hanya mendapatkan lebih banyak telurium jika kita menambang lebih banyak tembaga. Dunia menghasilkan sekitar 500 metrik ton telurium setiap tahunnya. Namun industri tenaga surya mungkin membutuhkan lebih dari 1.200 metrik ton dalam waktu dekat. Tiongkok memurnikan lebih dari separuh telurium dunia. Hal ini dapat menyebabkan masalah pasokan dan politik. Daur ulang dapat menghasilkan kembali hingga 95% telurium dari panel lama. Namun daur ulang saja tidak akan cukup untuk kebutuhan masa depan. Kita perlu berinvestasi dalam penambangan, pemurnian, dan daur ulang. Peraturan dan rencana industri dapat membantu menjaga pasokan tetap stabil dan menurunkan biaya.
Catatan: Jumlah telurium tidak cukup untuk banyak panel surya kadmium telurida.
Kadmium sangat beracun. Badan Perlindungan Lingkungan memiliki aturan ketat untuk kadmium dalam air. Kadmium telurida dapat melukai sel dan menyebabkan masalah paru-paru jika terhirup atau tertelan. Panel surya ini tidak menimbulkan polusi selama penggunaan normal. Namun jika rusak atau salah dibuang, dapat melepaskan racun. Panel tua di tempat pembuangan sampah terkadang dapat mengeluarkan terlalu banyak kadmium, terutama pada kondisi tertentu. Beberapa negara, seperti UE, memiliki peraturan untuk mendaur ulang panel dan menghentikan polusi. Namun banyak negara tidak memiliki peraturan yang kuat. Orang-orang khawatir tentang keamanan dan polusi dari sel surya kadmium telurida.
| Aspek | Detail |
|---|---|
| Toksisitas | Kadmium sangat beracun; EPA memiliki peraturan air yang ketat; CdTe dapat melukai sel |
| Potensi Pencucian | Beberapa tes TPA menunjukkan terlalu banyak kadmium |
| Tindakan Regulasi | UE memiliki peraturan untuk mendaur ulang panel; banyak tempat tidak |
| Dampak Lingkungan | Pembuangan yang buruk dapat melepaskan kadmium dan telurium; daur ulang yang aman diperlukan |
Panel surya kadmium telurida bertahan sekitar 20 hingga 25 tahun. Ini sedikit lebih pendek dibandingkan panel silikon, yang bertahan 25 hingga 30 tahun. Beberapa masalah dapat membuat panel ini lebih cepat aus. Bahannya dapat meregang secara berbeda saat panas atau dingin. Hal ini dapat menyebabkan retak atau terkelupas. Panel fleksibel dapat retak jika terlalu banyak ditekuk. Cuaca panas dan dingin serta sinar matahari dapat merusak panel seiring waktu. Semakin banyak cacat dan masalah yang muncul seiring bertambahnya usia panel. Tembaga dapat berpindah dari bagian logam dan membuat panel bekerja lebih buruk. Masalah-masalah ini membuat ketahanan menjadi penting untuk proyek tenaga surya besar.
Panel surya kadmium telurida tidak seumum panel silikon. Mereka menguasai sekitar 5% pasar tenaga surya dunia. Hanya sedikit perusahaan yang membuat panel ini. Solar Pertama adalah yang terbesar. Pasokan yang kecil ini dapat mempersulit penyediaan panel yang cukup untuk pekerjaan besar. Program daur ulang dapat memulihkan sebagian besar telurium dan kadmium dari panel lama. Namun daur ulang masih menjadi lebih baik, dan tidak semua tempat dapat menangani panel surya tua dengan aman. Orang-orang khawatir tentang masalah keamanan dan daur ulang. Menjadikan daur ulang lebih baik dan mudah akan membantu panel surya kadmium telurida menjadi lebih aman dan populer.
Para ilmuwan sedang berupaya membuat sel surya kadmium telurida menjadi lebih baik. Tim di Colorado State University dan Institute of Technology Bombay membuat sel surya baru. Sel ini memiliki lapisan perovskit dan telurida kadmium secara bersamaan. Ini mencapai rekor efisiensi 24,2%. Para ilmuwan ingin membuatnya lebih tinggi lagi, mungkin 27% atau lebih. Mereka juga mencoba hal baru seperti peredam paduan CdSexTe1-x. Mereka beralih dari doping tembaga ke arsenik. Perubahan ini membantu operator tagihan bertahan lebih lama dan membuat modul lebih kuat. Sel laboratorium sekarang memiliki efisiensi lebih dari 22%. Modul komersial bisa mencapai hingga 18,6%. Tantangan terbesarnya adalah membuat penyempurnaan ini berfungsi pada banyak panel.
Para ilmuwan ingin menggunakan lebih sedikit telurium namun tetap mempertahankan kinerja yang baik. Mereka merancang sel surya CdTe ultra tipis yang membutuhkan lebih sedikit material. Sel-sel ini masih bekerja dengan baik. Mereka juga membuat paduan telurida seng kadmium untuk memperbaiki lapisan film dan menggunakan lebih sedikit telurium. Para ilmuwan mencari cara yang lebih baik untuk mendapatkan telurium dari penambangan. Mereka juga mencoba metode doping baru. Beberapa kelompok menggunakan paduan CdSeTe dan kontak belakang yang lebih baik untuk mendapatkan lebih banyak energi. Langkah-langkah ini membantu menjadikan rantai pasokan lebih aman dan produksi lebih stabil.
Industri tenaga surya membuat panel surya lebih aman dan lebih baik bagi planet ini. Penyolderan baru menggunakan timah-bismut, bukan bahan beracun. Panel kaca-kaca tidak memerlukan lembaran belakang polimer. Hal ini membuat mereka lebih kuat dan lebih aman. Insinyur Jepang menemukan cara untuk menghilangkan lapisan kadmium beracun selama produksi. Peraturan industri dan program daur ulang menjadi lebih baik. Hal ini membuat pabrik menjadi lebih bersih dan aman bagi para pekerja. Studi menunjukkan perubahan ini menurunkan pemanasan global dan membantu panel bertahan lebih lama. Ini bagus untuk lingkungan.
Terli adalah pemimpin dalam teknologi surya kadmium telurida hijau. Perusahaan menggunakan peredam CdTe yang tipis untuk menghemat material dan uang. Terli menambahkan lapisan telurium di bagian belakang untuk meningkatkan voltase dan efisiensi. Sel bilayer CdSeTe/Te memberikan lebih banyak arus. Lapisan penyangga MgZnO memungkinkan lebih banyak cahaya masuk dan membantu pergerakan elektron. Terli mendapat kadmium dan telurium dari sisa penambangan. Ini mengurangi limbah dan membantu lingkungan. Proses film tipisnya menggunakan lebih sedikit energi dan lebih sedikit bahan. Hal ini mendukung masa depan tenaga surya yang lebih bersih.
Sel surya kadmium telurida memiliki beberapa keunggulan besar. Biaya pembuatannya lebih murah dan berfungsi dengan baik. Desainnya juga bisa ditekuk atau dilenturkan. Namun ada beberapa masalah juga. Sulit untuk mendapatkan bahan yang cukup. Kadmium bisa sangat berbahaya. Masyarakat harus memikirkan beberapa hal:
Berapa harga panelnya dan seberapa baik panel tersebut mengubah sinar matahari menjadi listrik
Aturan untuk lingkungan dan cara mendaur ulang dengan aman
Bagaimana pasar berkembang dan bagaimana panel silikon bersaing
Ide-ide dan penelitian baru sedang terjadi sekarang
Perusahaan seperti Terli terus membuat sel surya CdTe yang lebih baik dan lebih aman. Menggunakan fakta-fakta ini dapat membantu orang memilih panel surya terbaik.
Sel surya CdTe menggunakan film tipis untuk menangkap sinar matahari. Panel silikon menggunakan potongan silikon yang tebal. Panel CdTe lebih ringan dan terkadang bengkok. Panel silikon berat dan kaku.
Panel CdTe aman bila digunakan dengan cara yang benar. Bagian beracun tetap tersegel di dalam panel. Daur ulang yang baik dan penanganan yang hati-hati akan menghentikan kerusakan terhadap alam. Aturan keselamatan membantu membuat dan membuang panel dengan aman.
Kebanyakan panel surya CdTe bekerja selama 20 hingga 25 tahun. Berapa lama mereka bertahan tergantung pada cuaca dan perawatan. Memeriksanya sering kali membantunya bertahan lebih lama.
Ya, daur ulang dapat menghasilkan kembali sebagian besar kadmium dan telurium. Proses daur ulang semakin membaik. Daur ulang mengurangi limbah dan membantu planet ini.
Sel surya CdTe bekerja dengan baik saat cuaca panas di luar. Panel ini kehilangan daya lebih sedikit dibandingkan panel silikon karena panas. Hal ini membuat mereka cocok untuk tempat yang cerah dan hangat.
