Dilihat: 0 Penulis: Editor Situs Waktu Publikasi: 10-07-2025 Asal: Lokasi
Teknologi surya Cadmium telluride (CdTe) adalah pemimpin dalam energi surya film tipis. Ia bekerja dengan baik karena memiliki struktur material khusus. Ini membantunya mengubah sinar matahari menjadi listrik dengan sangat efisien. Sel surya CdTe memiliki celah pita 1,45 eV. Mereka juga memiliki koefisien penyerapan yang tinggi yaitu 10^6 cm^-1. Artinya, mereka dapat dengan cepat mengubah sinar matahari menjadi energi. Setiap modul hanya menggunakan 0,065 kg material sel. Pembuatannya hanya membutuhkan listrik sebesar 59 kWh. Hal-hal inilah yang menjadikan teknologi tenaga surya kadmium tellurida (CdTe) murah dan cepat dibuat. Ini adalah pilihan tepat untuk kebutuhan energi saat ini.
Sel surya Cadmium telluride (CdTe) menggunakan lapisan tipis bahan khusus. Bahan-bahan ini membantu mengubah sinar matahari menjadi listrik. Mereka melakukan ini dengan cara yang efisien dan murah. Sel surya ini memiliki desain berlapis. Desain ini membantu mereka menangkap lebih banyak sinar matahari. Ini juga membantu mereka menghasilkan lebih banyak kekuatan. Hal ini membuat sel kuat dan dapat diandalkan. Biaya pembuatan panel surya CdTe lebih murah. Mereka menggunakan lebih sedikit energi. Mereka bekerja dengan baik di tempat yang panas, berawan, atau kurang cahaya. Mereka bekerja lebih baik daripada panel silikon dalam kondisi seperti ini. Mereka bertahan lebih dari 25 tahun. Bahan-bahan tersebut dapat didaur ulang dengan aman. Dampaknya terhadap lingkungan juga lebih kecil. Hal ini menjadikannya pilihan cerdas untuk energi ramah lingkungan. Teknologi CdTe berkembang pesat. Ini digunakan di pembangkit listrik tenaga surya besar dan bangunan komersial. Ini juga digunakan dalam desain bangunan baru. Ada kegunaan menarik di masa depan yang akan segera hadir.
Sel surya film tipis CdTe memiliki lapisan yang bertumpuk satu sama lain. Setiap lapisan melakukan pekerjaan khusus untuk membantu menghasilkan listrik dari sinar matahari. Desain yang paling umum disebut konfigurasi superstrate. Dalam desain ini, cahaya masuk melalui kontak depan yang bening. Lapisan utama adalah oksida penghantar transparan, lapisan jendela, penyerap telurida kadmium, dan kontak belakang. Beberapa desain baru menggunakan dua lapisan penyerap untuk menangkap lebih banyak sinar matahari.
Para ilmuwan telah menemukan cara baru untuk membangun sel-sel ini. Mereka menggunakan penyerap CdTe yang tipis, menambahkan lapisan telurium di bagian belakang, dan membuat sel bilayer dengan CdSeTe. Perubahan ini membantu sel menghasilkan lebih banyak arus dan tegangan. Mereka juga membantu sel bekerja lebih baik secara keseluruhan.
Berikut adalah tabel yang menunjukkan beberapa hal penting fakta arsitektur perangkat : Tolok Ukur
| Inovasi Arsitektur Perangkat / | / Dampak Utama Metrik Kinerja | Hasil |
|---|---|---|
| Penyerap CdTe Tipis (ketebalan 0,4 - 1,0 µm) | Efisiensi lebih dari 10% (0,4 µm), 15% (1,0 µm); IV. berkelakuan baik | Peredam yang lebih tipis harganya lebih murah dan tetap mempertahankan tegangan yang baik |
| Lapisan Telurium (Te) pada Kontak Belakang | Tegangan di atas 1 V pada suhu lebih rendah | Kontak balik yang lebih baik membantu sel menghasilkan lebih banyak tegangan |
| Sel Bilayer CdSeTe/Te | +2 mA/cm² arus, beberapa penurunan tegangan, PL lebih baik | Fotoluminesensi yang lebih terkini dan lebih baik |
| Lapisan Penyangga Antarmuka Depan MgZnO | Lebih banyak elektron dengan doping Ga | Buffer celah pita yang lebih tinggi memungkinkan lebih banyak cahaya masuk |
Beberapa sel surya CdTe canggih menggunakan struktur tandem. Ini berarti mereka menumpuk sel atas CdTe dan sel bawah FeSi2. Kedua sel tersebut dihubungkan oleh persimpangan terowongan. Desain ini dapat mencapai efisiensi yang sangat tinggi. Beberapa sel tandem dapat mencapai Efisiensi 44,5% dalam pengujian.
Sel surya film tipis CdTe menggunakan beberapa bahan penting. Lapisan penyerap utama terbuat dari kadmium telurida. Bahan ini bagus dalam menyerap sinar matahari. Lapisan jendela biasanya kadmium sulfida. Ini membiarkan cahaya lewat tetapi memblokir muatan yang tidak diinginkan. Beberapa desain baru menggunakan indium sulfida atau magnesium seng oksida untuk hasil yang lebih baik. Kontak depan adalah oksida penghantar transparan, seperti oksida timah atau oksida timah indium. Lapisan ini memungkinkan cahaya masuk dan menghantarkan listrik keluar.
Penelitian menunjukkan bahwa kualitas bahan-bahan ini sangat penting. Struktur mikro polikristalin halus pada lapisan CdTe membantu sel bekerja lebih baik. Resistensi shunt yang tinggi pada lapisan ini menjaga sel tetap efisien, bahkan saat kondisi di luar tidak terlalu terang. Lapisan jendela CdS harus halus dan bebas dari cacat. Ini membantu sinar matahari berubah menjadi listrik. Elektroda depan harus memiliki resistansi rendah untuk menghentikan hilangnya daya, terutama di bawah sinar matahari yang terik. Pilihan dan kontrol ini membantu teknologi CdTe bekerja lebih baik dibandingkan sel surya film tipis lainnya dalam banyak situasi.
Sel surya film tipis CdTe menggunakan semikonduktor untuk mengubah sinar matahari menjadi listrik. Ketika sinar matahari mengenai sel, lapisan penyerap CdTe menyerap cahaya. Energi ini membuat elektron bergerak dan menciptakan pasangan lubang elektron. Medan listrik di persimpangan pn memisahkan muatan-muatan ini. Elektron menuju ke kontak depan. Lubang menuju ke kontak belakang. Gerakan ini menghasilkan arus listrik. Arus dapat memberi daya pada sesuatu atau masuk ke jaringan listrik.
Cara sel dibuat dan bahan yang digunakan mempengaruhi seberapa baik sel tersebut bekerja. Misalnya, ketebalan lapisan CdTe, tingkat doping, dan kualitas kontak semuanya penting. Tabel di bawah ini menunjukkan beberapa fakta penting tentang sel surya CdTe pada umumnya:
| Parameter / | Nilai | Deskripsi Rentang / Catatan |
|---|---|---|
| Ketebalan penyerap CdTe | 0,5 mikron | Ketebalan terbaik untuk efisiensi tinggi |
| Ketebalan lapisan jendela | 50nm | Ketebalan terbaik untuk lapisan jendela (digunakan In2S3) |
| Resistansi seri (R_s) | 0–2 Ω·cm² | Rentang untuk performa terbaik |
| Resistansi shunt (R_sh) | 10⊃3;–10⁵ Ω·cm² | Rentang untuk performa terbaik |
| Tegangan rangkaian terbuka (V_oc) | 0,6566V | Dicapai dalam struktur penyerap ganda |
| Arus hubung singkat (J_sc) | 49,78 mA/cm² | Dicapai dalam struktur penyerap ganda |
| Faktor pengisian (FF) | 83,68% | Dicapai dalam struktur penyerap ganda |
| Efisiensi (η) | 27,35% | Efisiensi lebih tinggi dengan penyerap ganda CdTe dan FeSi2 dibandingkan 13,26% untuk penyerap tunggal CdTe |
| Suhu pengoperasian | 300 K | Diuji pada suhu standar |
Sel surya film tipis CdTe dapat bertahan 70-80% dari efisiensi normalnya bahkan dalam cahaya redup. Hal ini menjadikannya pilihan yang baik untuk banyak kegunaan. Perpaduan antara desain cerdas, bahan bagus, dan lapisan semikonduktor khusus membantu teknologi surya kadmium telluride menghasilkan tenaga surya yang kuat dan andal.
Produsen mengikuti beberapa langkah untuk membuat sel surya ini. Mereka mulai dengan alas kaca atau fleksibel. Kemudian, mereka memasang lapisan bening yang memungkinkan cahaya masuk dan menggerakkan listrik. Setelah itu ditambahkan lapisan jendela tipis yang terbuat dari kadmium sulfida. Selanjutnya dilakukan pelapisan lapisan penyerap utama dengan menggunakan bubuk CdTe. Mereka menggunakan metode seperti sputtering atau pengendapan uap kimia untuk langkah ini. Beberapa perusahaan membuat kristal CdTe menggunakan metode pembekuan khusus. Langkah-langkah ini membangun lapisan yang mengubah sinar matahari menjadi energi. Proyek-proyek besar, seperti pesanan 457 MW dari First Solar, menunjukkan betapa cepatnya panel-panel ini dapat dibuat. Dukungan dari pemerintah dan penelitian membantu membuat sel surya ini lebih murah dan lebih baik.
Proses film tipis menggunakan lebih sedikit material dan energi dibandingkan panel silikon. Hal ini membuatnya lebih cepat dan lebih baik bagi lingkungan.
Sel surya film tipis CdTe membutuhkan kadmium dan telurium. Keduanya berasal dari bahan sisa penambangan. Ini membantu mengurangi limbah. Tabel di bawah ini memberikan fakta penting tentang dari mana bahan-bahan tersebut berasal dan bagaimana bahan-bahan tersebut digunakan:
| Aspek | Detail |
|---|---|
| Bahan Baku Utama | Kadmium, Telurium |
| Segmentasi Pasar | Berdasarkan sumber: Telurium, Kadmium |
| Pangsa Pasar berdasarkan Jenis Sasaran | Target logam: >58%; Target paduan: ~42% |
| Penggunaan dalam Teknologi Tenaga Surya | CdTe dan CIGS: 30% dari target pasar material |
| Tren Adopsi | Alloy menargetkan penggunaan hingga 31% dalam 2 tahun; 38% produsen lebih menyukai paduan |
| Permintaan Daerah | Target berbasis tembaga meningkatkan permintaan sebesar 35% di Asia-Pasifik |
| Tantangan Produksi | 30% masalah pelapisan wajah; tingkat penolakan 28% lebih tinggi; 22% tantangan integrasi |
| Dampak terhadap Efisiensi | Ketepatan pengendapan dapat mempengaruhi konversi energi hingga 20% |
Bahan-bahan ini membantu membuat lapisan yang mengumpulkan sinar matahari. Menggunakan sisa penambangan membantu planet ini dan menghemat uang.
Sel surya film tipis kini jauh lebih baik dalam menghasilkan energi. Cara-cara baru untuk mewujudkannya telah meningkatkan kinerjanya sekitar 13%. Di laboratorium, sel surya ini dapat mencapai efisiensi hingga 22,1%. Sebagian besar panel yang dapat Anda beli berfungsi dengan harga 16-18%. Menambahkan paduan CdSeTe membantu memperbaiki masalah dan memungkinkan sel mengumpulkan lebih banyak energi. Beberapa desain baru, seperti perovskit-CdTe, telah melampaui efisiensi 22%. Para ilmuwan dan pemerintah ingin mendapatkannya di atas 24% pada tahun 2025 dan 26% pada tahun 2030 . Peningkatan ini membantu panel surya film tipis memberikan lebih banyak daya dan lebih hemat biaya bagi manusia.
Panel surya film tipis kini menguasai sekitar 5% pasar tenaga surya dunia. Teknologi ini dibuat dengan cepat dan membayar kembali energinya dengan cepat, sehingga semakin banyak orang yang memilihnya sebagai energi ramah lingkungan.
Panel surya film tipis CdTe bekerja dengan baik di banyak tempat. Efisiensi mereka menjadi lebih baik selama bertahun-tahun. Kebanyakan panel yang dapat Anda beli sekarang memiliki efisiensi sekitar 19%. Di laboratorium, sel surya CdTe terbaik memiliki efisiensi hampir 24%. Efisiensi tertinggi yang mungkin terjadi adalah sekitar 28% hingga 30%. Panel film tipis CdTe bekerja dengan baik di tempat yang panas dan redup. Hal ini membuatnya cocok untuk pembangkit listrik tenaga surya besar di daerah hangat atau berawan. Studi baru telah membantu film tipis CdTe cocok dengan silikon multikristalin dalam beberapa hal. Para ilmuwan masih berupaya untuk membuat bahan dan desain menjadi lebih baik.
Panel surya film tipis CdTe harganya lebih murah dibandingkan kebanyakan panel surya lainnya. Harga untuk setiap watt adalah sekitar $0,46. Panel silikon kristal berharga mulai dari $0,70 hingga $1,50 per watt. Film tipis CdTe menggunakan bahan yang lebih sedikit karena lapisan penyerapnya lebih tipis. Hal ini membuat pembuatannya lebih mudah dan murah. Mereka juga menggunakan lebih sedikit energi untuk membangun. Panel surya CdTe mengembalikan energi yang digunakan untuk membuatnya kurang dari setahun . Artinya, ia memberikan lebih banyak energi daripada yang dibutuhkan untuk membangunnya dalam waktu kurang dari dua belas bulan. Sel surya film tipis CdTe adalah pilihan cerdas untuk energi ramah lingkungan karena menggunakan lebih sedikit energi dan menghasilkan lebih sedikit polusi.
Tabel di bawah menunjukkan perbandingan panel surya film tipis dengan film tipis CdTe dengan panel silikon kristal:
| Metric | Crystalline Silicon (c-Si) | Film tipis CdTe |
|---|---|---|
| Efisiensi | 20% - 25% | ~19% |
| Koefisien Suhu | -0,387%/ºC hingga -0,446%/ºC | -0,172%/ºC |
| Biaya per Watt | $0,70 - $1,50 | $0,20 - $0,46 |
| Ketebalan | ~180 mikron | 1 - 6 mikron |
| Ruang yang Dibutuhkan per kW | Standar | Ruang hingga 31% lebih luas |
Sel surya film tipis dengan film tipis CdTe kehilangan daya lebih sedikit ketika menjadi panas. Mereka juga bekerja lebih baik di tempat yang berdebu atau kotor. Mereka kehilangan lebih sedikit energi dibandingkan panel silikon di tempat ini. Panel surya film tipis lebih tipis dan dapat ditekuk, sehingga dapat digunakan dengan cara baru. Efisiensi yang baik, harga murah, dan kinerja kuat dalam cuaca buruk menjadikannya pilihan utama untuk proyek tenaga surya besar.
Cadmium Telluride (CdTe) Sistem Genteng Surya Film Tipis Atap Kaca Surya
Sel surya film tipis CdTe memiliki banyak keunggulan. Mereka bekerja dengan baik dalam cahaya terang dan redup. Beberapa sel CdTe yang fleksibel dapat dijangkau Efisiensi 12,6% pada plastik . Sel CdTe yang kecil dan keras dapat dijangkau efisiensi 23,1% . Panel CdTe komersial dapat mencapai efisiensi 19,9%. Kebanyakan panel CdTe bertahan lebih dari 25 tahun. Hal ini menjadikannya pilihan yang baik untuk energi jangka panjang.
Desain film tipis menggunakan lebih sedikit bahan dan energi untuk membuatnya. Ini hanya membutuhkan sekitar 35% energi yang digunakan panel silikon. Panel CdTe membayar kembali energinya sekitar empat bulan lebih cepat dibandingkan panel silikon. Pabrik dapat membuat panel ini dengan cepat. Beberapa perusahaan menghasilkan lebih dari 9 GW setiap tahunnya. Teknologi CdTe juga memungkinkan panel ringan dan lentur. Ini bagus untuk bangunan dan listrik portabel.
Sel surya film tipis CdTe tetap bekerja dengan baik di cuaca panas atau awan. Koefisien suhunya yang rendah berarti daya yang hilang lebih sedikit pada hari-hari panas.
| Manfaat | Nilai/Deskripsi |
|---|---|
| Efisiensi sel tertinggi | 23,1% |
| Umur modul | >25 tahun |
| Waktu pengembalian energi | 4 bulan lebih sedikit dari PV silikon |
| Efisiensi sel yang fleksibel | Hingga 12,6% pada substrat polimer |
| Penggunaan energi manufaktur | Sekitar 35% modul silikon |
Sel surya film tipis CdTe memang memiliki beberapa masalah. Kadmium beracun, sehingga orang mengkhawatirkan keselamatannya. Namun penelitian menunjukkan bahwa penggunaan normal sangat aman. Pekerja di pabrik tidak banyak terpapar kadmium . Sebagian besar risiko berasal dari hal-hal yang jarang terjadi seperti kebakaran atau badai besar. Meski begitu, sangat sedikit kadmium yang keluar.
Beberapa masalah teknis dapat menurunkan kinerja sel. Ketidakcocokan kisi dan desain bidang permukaan belakang yang buruk dapat mengganggu efisiensi. Masalah ini juga bisa membuat sel lebih cepat rusak. Model komputer tidak selalu sesuai dengan hasil di dunia nyata. Sel CdTe fleksibel sedikit kurang efisien dibandingkan sel keras. Namun mereka memberikan lebih banyak cara untuk menggunakannya.
Eropa dan Amerika mempunyai peraturan untuk penanganan dan daur ulang yang aman . Hal ini membantu menurunkan risiko kesehatan dan lingkungan.
Panel surya film tipis CdTe lebih baik bagi lingkungan dibandingkan jenis panel surya lainnya. Membuatnya menggunakan lebih sedikit energi. Mendaur ulang panel CdTe juga menggunakan lebih sedikit energi dibandingkan mendaur ulang panel silikon. Daur ulang menurunkan risiko keluarnya kadmium di akhir masa pakai panel. Amerika dan Eropa mempunyai program untuk membantu daur ulang yang aman.
Studi menunjukkan bahwa panel CdTe aman bagi lingkungan dalam penggunaan normal. Bahkan dalam kebakaran di atap rumah, hanya sekitar 0,05% kadmium yang keluar . Namun jika panel tidak didaur ulang dengan benar, hingga 62% kadmium bisa bocor setelah terkena air dalam waktu lama. Hal ini menunjukkan mengapa program daur ulang yang kuat diperlukan karena semakin banyak panel yang menjadi tua. Mendaur ulang lebih baik bagi planet ini daripada membuang panel. Ini juga memungkinkan kita menggunakan kembali bahan-bahan penting.
Studi siklus hidup menunjukkan sel surya film tipis CdTe bekerja dengan baik dan lebih baik bagi lingkungan. Hal ini menjadikannya pilihan yang cerdas dan ramah lingkungan untuk tenaga surya.
Sumber Gambar: hapus percikan
Panel surya film tipis penting untuk proyek energi besar. Banyak pembangkit listrik tenaga surya besar menggunakan panel surya kadmium telurida. Panel ini efisien dan biaya pembuatannya lebih murah. Mereka bekerja dengan baik dalam sistem yang dipasang di darat. Ini membantu memberikan banyak kekuatan. Panel kaku kuat dan tahan lama, bahkan dalam cuaca buruk. Banyak bangunan komersial memasang panel surya film tipis di atapnya. Ini menghemat ruang dan menurunkan tagihan energi. Perusahaan memilih panel ini agar lebih ramah lingkungan dan mendapatkan penghargaan dari pemerintah. Ide-ide baru, seperti modul bifacial dan sistem pelacakan, membantu menangkap lebih banyak sinar matahari. Ini berarti mereka dapat menghasilkan lebih banyak energi. Pasar panel ini berkembang pesat. Pada tahun 2023, bangunan komersial dibuat 57% dari semua instalasi baru. Data
| Metrik/Aspek | /Wawasan |
|---|---|
| Pangsa Sektor Komersial (2023) | 57% (bagian instalasi terbesar) |
| Pertumbuhan Pasar (2023-2032) | $4 miliar hingga $12 miliar, CAGR 12,5% |
| Adopsi Regional | Kuat di Asia Pasifik, Amerika Utara, Eropa |
Panel surya film tipis mengubah cara bangunan menggunakan energi. Sistem Sunroom Terli BIPV menunjukkan bagaimana panel ini cocok dengan bangunan modern. Sistem ini dapat mengubah seberapa banyak cahaya yang masuk. Sistem ini tetap menghasilkan energi sambil membiarkan jumlah cahaya yang masuk. Pembangun dapat memilih warna, ukuran, dan bentuk agar sesuai dengan bangunan apa pun. Ruang berjemur memberikan insulasi, sehingga menjaga bangunan tetap hangat atau sejuk. Ini membantu menurunkan biaya pemanasan dan pendinginan. Panel surya film tipis dalam proyek BIPV mengubah dinding, atap, dan jendela menjadi penghasil energi. Ini menghemat ruang dan menambah nilai pada rumah dan kantor.
Sistem BIPV membantu kota dan perusahaan menggunakan energi ramah lingkungan. Mereka juga menjaga bangunan terlihat bagus dan berfungsi dengan baik.
Masa depan panel surya film tipis terlihat bagus. Para ahli memperkirakan pasar akan tumbuh dari $6,09 miliar pada tahun 2023 menjadi $30 miliar pada tahun 2032. Penelitian baru terus membuat panel ini lebih baik dan fleksibel. Panel yang lebih besar akan membantu menurunkan biaya untuk proyek-proyek besar. Panel surya film tipis yang fleksibel akan segera memberi daya pada mobil listrik, stasiun luar angkasa, dan gadget portabel. Pemerintah dan perusahaan mengeluarkan uang untuk pabrik-pabrik baru dan penelitian. Ini akan membantu pasar tumbuh lebih besar lagi. Bagan di bawah ini menunjukkan bagaimana pasar bisa menjadi lebih besar dari waktu ke waktu.
Panel surya film tipis akan terus membantu dunia menggunakan lebih banyak energi surya yang ramah lingkungan.
Teknologi surya kadmium telurida istimewa karena dibuat dengan cepat, bekerja dengan baik, dan lebih baik bagi lingkungan. Pabrik dapat membuat setiap panel kurang dari 4,5 jam . Panel CdTe menghasilkan CO₂ jauh lebih sedikit dibandingkan panel silikon. Mereka juga dapat didaur ulang lebih dari 90% dari waktu ke waktu. Tabel di bawah ini memberikan fakta penting tentang pertumbuhan dan masa depan CdTe:
| Metrik | Data |
|---|---|
| Pangsa Pasar AS | 21% |
| Pangsa Pasar Global | 4% |
| Target Efisiensi (2025) | 24% |
| Pendanaan Penelitian | $20 juta |
Para ilmuwan berupaya menjadikan CdTe lebih baik lagi untuk energi bersih.
Panel CdTe menggunakan lapisan tipis untuk menangkap sinar matahari. Panel silikon menggunakan potongan silikon yang tebal. Panel CdTe membutuhkan lebih sedikit material dan lebih sedikit energi untuk membuatnya. Mereka juga bekerja lebih baik saat cuaca panas atau berawan di luar.
Panel surya CdTe aman bila digunakan secara normal. Kadmium tetap tersegel di dalam panel. Panel lama dapat didaur ulang melalui program khusus. Penelitian menunjukkan hampir tidak ada kadmium yang keluar, bahkan dalam kecelakaan yang jarang terjadi.
Kebanyakan panel surya CdTe bertahan lebih dari 25 tahun. Mereka tetap bekerja dengan baik dan kehilangan sedikit tenaga seiring berjalannya waktu. Banyak perusahaan memberikan garansi panjang untuk panel ini.
Panel surya CdTe bekerja dengan baik di berbagai jenis cuaca. Mereka tetap efisien di hari-hari dengan cahaya redup dan dingin. Ini menjadikannya pilihan yang baik untuk tempat dengan sedikit sinar matahari.
