Көрүүлөр: 0 Автор: Сайттын редактору Жарыялоо убактысы: 2025-07-24 Келип чыккан жери: Сайт
Кадмий теллуриддик күн батареялары ичке пленкалуу күн батареяларында эң мыкты тандоо болуп саналат. Алардын өзгөчө жакшы жана жаман жактары бар. Бул клеткалар негизги материал катары кадмий теллуридди колдонушат. Бул материал күн нурун жакшы сиңирет. Ошондой эле клеткаларды өндүрүүнү арзандатууга жардам берет. Кадмий теллуриди дүйнөлүк күн рыногунун 5% гана түзөт. Бирок бул АКШнын
| технология | рыногундагы чоң күн долбоорлору үчүн абдан маанилүү |
|---|---|
| Монокристаллдуу кремний | ~60% |
| Поликристалл кремний | ~30% |
| CdTe жука фильм | ~5% |
| CIGS жука тасмасы | ~2% |
Терлинин окуясы чыныгы жашоонун пайдасын жана кадмий теллуридинин күн батареяларынын канчалык жакшы иштешин көрсөтөт.
Кадмий теллуриддик күн батареяларын жасоо арзаныраак. Алар кремний панелдерине караганда азыраак материал колдонушат. Бул аларды чоң күн долбоорлору үчүн жакшы кылат. Бул күн батареялары аз жарыкта жакшы иштейт. Алар ысыкта да жакшы иштешет. Кремний панелдер жок болгондо, алар жакшы күч чыгара беришет. CdTe панелдери кремний панелдерине караганда жеңилирээк. Алар ошондой эле ийкемдүү болушу мүмкүн. Бул адамдарга аларды ийри же так беттерге коюуга мүмкүндүк берет. Адамдар аларды кайыктарда жана эски чатырларда колдоно алышат. CdTe панелдеринде кээ бир көйгөйлөр бар. Дүйнөдө теллур көп эмес. Кадмий уулуу жана коркунучтуу болушу мүмкүн. CdTe панелдери кремний панелдериндей көпкө чыдабайт. Терли сыяктуу окумуштуулар жана компаниялар бул көйгөйлөрдү чечүү үчүн иштеп жатышат. Алар CdTe күн батареялары коопсуз болушун каалашат. Ошондой эле алар жакшыраак иштешин жана айлана-чөйрө үчүн жакшы болушун каалашат.
Кадмий теллуриддик күн батареялары өзгөчө түзүлүшкө ээ. Бул аларды башка күн батареяларынан айырмалап турат. Алар бири-биринин үстүнө үйүлгөн жука катмарларды колдонушат. Негизги бөлүгү кадмий теллуриди. Бул болжол менен 1,5 эВ түз тилкеси бар жарым өткөргүч. Бул ага тийген күндүн нурларынын көбүн сиңирүүгө жардам берет. Клеткалар жука катмар менен да жакшы иштешет.
Кадмий теллуридинин кадимки күн батареясы бир нече катмардан турат:
| материалдык ролу | CdTe күн батареясындагы | Иштин натыйжалуулугуна салымы |
|---|---|---|
| p-түрү CdTe | Абсорбер катмары | Күн спектрин сиңирүү үчүн идеалдуу түз тилке; жогорку жутуу коэффициенти материалды пайдаланууну жана наркын төмөндөтөт. |
| n-түрү CDS | Терезе жана буфер катмары | Кең диапазон күн нурунун ачыктыгын камсыз кылат; электрон ташууга жардам берет. |
| Фтор кошулган калай оксиди (FTO) | Тунук өткөрүүчү оксид (TCO) алдыңкы контакт | Токту эффективдүү чогултуп жатканда фотондор клеткага кирүүгө мүмкүндүк берет. |
| Ички калай оксиди (i-SnO2) | Жогорку каршылыктуу тунук катмар | Натыйжалуулукту жогорулатуу, бирдей эмес эффекттерди чектейт. |
| Жез оксиди (Cu2O) | Арткы беттик талаа (BSF) катмары | Рекомбинациядагы жоготууларды азайтуу жана эффективдүүлүктү жогорулатуу, арткы байланышта ташуучуларды четке кагуу үчүн тоскоолдук катары иштейт. |
Бул дизайн кадмий теллуриддик күн батареяларына азыраак материал менен жакшы иштөөгө мүмкүндүк берет. Кадмий теллуридди колдонуу клеткаларга күн нурун көп алууга жардам берет. Бул ичке пленкадагы күн батареялары үчүн маанилүү.
Кадмий теллуриддик күн батареялары кремний күн панелдери менен бирдей эмес. Эң чоң айырмачылык алардын канчалык жоон жана ийилгендигинде. Кадмий теллурид клеткалары жука пленканы колдонушат, калыңдыгы болгону 1-6 микрометр. Кремний панелдеринде 180 микрометрдей калың пластинка колдонулат.
| Өзгөчөлүгү | кадмий теллурид (CdTe) күн батареялары | салттуу кремний күн панелдери |
|---|---|---|
| Абсорбер катмарынын калыңдыгы | Жука пленка, болжол менен 1-6 мкм | Калың кристаллдык кремний пластинкасы, болжол менен 180 мкм |
| Абсорбердик материал | Кадмий теллюриди (CdTe) | Кристалл кремний (монокристалдык же поликристаллдуу) |
| Терезе/буфер катмары | Кадмий сульфиди (CdS), n-типтүү катмар | Колдонулбайт же башка материалдар |
| Алдыңкы байланыш катмары | Тунук өткөргүч оксид (TCO) | Алдыңкы бетинде көрүнгөн металл тор сызыктары |
| Артка Байланыш катмары | Бул, электрондорду чогултат жана электрдик байланышты камсыз кылат | Учурда |
| Субстрат | Айнек же ийкемдүү материалдар, ийкемдүү панелдерди иштетүү | Катуу айнек субстрат алкагында |
| Көрүнүш | Көзгө көрүнгөн металл торлору жок бирдиктүү, үзгүлтүксүз жука пленка | Көрүнгөн металл тор сызыктары менен сегменттелген клеткалар |
| ийкемдүүлүк | ийкемдүү жука пленкалар катары даярдалышы мүмкүн | Катуу панелдер |
Кадмий теллурид күн клеткалары жылмакай жана бир калыпта көрүнөт. Алар ийилген материалдардан жасалышы мүмкүн. Бул алар ийри же жеңил беттерде иштешет дегенди билдирет. Кремний панелдери катуу жана металл сызыктарды көрсөтөт. Эки түрү тең күн нурун электр энергиясына айландыруу үчүн жарым өткөргүчтү колдонушат. Бирок, алар курулган жол кадмий теллурид күн батареяларын кээ бир жерлерде кээ бир өзгөчө артыкчылыктарды берет.
Кадмий теллуриддик күн батареяларын жасоо арзаныраак. Алар башка күн батареялары сыяктуу көп кремнийге муктаж эмес. Бул материалдарга акчаны үнөмдөйт. Жука пленкалуу панелдерде кремнийдин ордуна түрдүү материалдар колдонулат. Бул аларды өндүрүүнү жеңилдетет жана чыгымды азайтат. Монокристаллдуу кремний панелдери эң кымбат, анткени алар кремнийди көбүрөөк колдонот жана кадамдары кыйыныраак. Поликристаллдуу кремний панелдери бир аз арзаныраак, бирок жука пленкалуу панелдерге караганда кремнийди көбүрөөк колдонот. Кадмий теллурид модулдарында кадмий бар, андыктан жумушчулар сак болушу керек. Бирок бул клеткаларды жасоо дагы деле арзаныраак, анткени алар азыраак материалдарды колдонушат жана куруу оңой.
CdTe ичке пленкалуу күн батареялары кремнийди аз колдонот, ошондуктан алар азыраак чыгымдашат.
Бул клеткаларды жасоо кремний панелдерин жасоого караганда жөнөкөй.
Төмөнкү чыгымдар кадмий теллурид күн модулдарын чоң долбоорлор үчүн жакшы кылат.
Кадмий теллуриддик күн батареялары кремний панелдерине караганда айлана-чөйрө үчүн жакшыраак. Улуттук кайра жаралуучу энергия лабораториясы бул панелдердин бир ватт үчүн көмүртектин баасы төмөн экенин айтат. Алар жасоо үчүн азыраак энергия жана материалдарды сарпташат. АКШнын Энергетика министрлиги кадмий теллуриддин модулун жасоо кремнийге караганда көмүр кычкыл газын азыраак жаратат деп билдирди. Бул панелдердеги материалдардын 90%дан ашыгын кайра иштетүүгө болот. Бул планетага көбүрөөк жардам берет. Бул панелдердин жасалышы абанын азыраак булганышын жана энергияны аз колдонууну билдирет. Бул нерселер кадмий теллурид күн батареяларын таза энергия үчүн акылдуу тандоого айлантат.
Эскертүү: Кадмий теллуриддик күн батареялары глобалдык жылуулукту, кислота жамгырын жана озон көйгөйлөрүн азайтуу аркылуу айлана-чөйрөгө жардам берет. Кадмийдин агып кетүү мүмкүнчүлүгү, атүгүл катаал кырдаалдарда өтө төмөн.
Кадмий теллуриддин күн батареялары сыртта жакшы иштейт. Изилдөөлөр көрсөткөндөй, алар жарык аз болгондо кремний клеткаларына караганда көбүрөөк энергия чыгарышат. Алардын өзгөчө диапазону жана спектрдик реакциясы аларга эртең менен, кечинде жана булуттуу күндөрдө жакшы иштөөгө жардам берет. Ысык жерлерде кадмий теллурид клеткалары кремний клеткаларына караганда жакшыраак иштешет. Кремний клеткалары ысык болгондо күчүн жоготот. Жаңы оксид катмарлары бул клеткаларга ысык болсо да жогорку чыңалуу менен кубаттуулукту сактоого жардам берет. Жарык көп болбогондо, кадмий теллурид клеткалары кадимки кубаттуулугунун 70-80% сактайт. Алар ошондой эле күчтүү ачык чыңалууну сакташат. Бул аларды аба ырайы өзгөргөн же күн нуру азыраак жерлерге ылайыктуу кылат.
Жука пленкалуу технология кадмий теллурид күн панелдерин кадимки кремний панелдерге караганда жеңилирээк жана ийилгич кылат. Кээ бир айнек/айнек панелдер оор, бирок жука пленка панелдер дагы эле өзгөчө колдонулат. Алар кайыктар, RVs жана портативдик шаймандар сыяктуу ийри же кызыктай беттерде жүрө алышат. Алардын жеңил салмагы чатырларга көп басым жасабайт дегенди билдирет. Бул эски имараттар үчүн жакшы. Ошондой эле аларды коюу жана жылдыруу оңой.
| Модул түрү | Салмагынын спецификациясы | ийкемдүүлүктүн спецификациясы |
|---|---|---|
| Кадимки c-Si (айнек) | 250 Вт панел үчүн болжол менен 20 кг (3,2 мм айнек) | Айнектен улам катуу; оор жана ийри же татаал беттер үчүн жакшы эмес |
| Ийкемдүү c-Si (полимер) | 2,0–2,5 кг/м⊃2; (80% жеңилирээк) | ийилүүчү; ийри чатырлар, чатырлар жана кызыктай формалар үчүн жасалган; орнотуу үчүн жеңил |
| CdTe жука тасма (айнек/айнек) | Ар бир панелге оор (470 Вт үчүн болжол менен 76,9 фунт) | Айнектен улам катуу; полимер негизиндеги ийкемдүү c-Si панелдер сыяктуу ийилген эмес |
Жеңил кадмий теллуриддик күн панелдери чатырларды түшүрбөйт.
Алардын ийилген формасы аларды ийри же так беттерге жайгаштырууга мүмкүндүк берет.
Аларды орнотуу жана жылдыруу оңой, ошондуктан алар портативдик жана өзгөчө кырдаалдарда колдонуу үчүн сонун.
Кадмий теллюриди (CdTe) Күн Чатыр плиткалары системасы Жука пленка Күн Айнек Чатыры
Кадмий теллурид күн панелдери чоң долбоорлордо колдонулат. Калифорниядагы Топаз күн фермасы эң чоңу. Анын 550 МВт кубаттуулугу жана 9 миллион панели бар. Бул технология чоң жумуштарда жакшы иштей турганын көрсөтүп турат. Терли сыяктуу компаниялар көбүрөөк адамдарга кадмий теллурид күн батареяларын колдонууга жардам берет. Терли BIPV көшөгө дубалдары, күн айнек дубалдары, чатыр плиткалары жана көлөкө жабуулары сыяктуу көптөгөн күн айнек буюмдарын жасайт. Бул буюмдар имараттарга күн панелдерин коюуга жана кадмий теллуридди көбүрөөк жерлерге жеткирүүгө жардам берет. Терли алардын панелдерин натыйжалуу, жеткиликтүү жана колдонууга оңой кылуунун үстүндө иштейт. Бул жашыл имараттарга жана ири энергетикалык долбоорлорго кадмий теллурид күн панелдерин колдонууга жардам берет.
Кадмий теллуриддин күн батареялары 30% дан ашык натыйжалуу болушу мүмкүн. Себеби, материал күндүн нурун жакшы сиңирет. Лабораторияларда окумуштуулар 22%дан ашык эффективдүү клеткаларды жасашкан. Бирок сиз сатып ала турган күн батареяларынын көпчүлүгү 18,6% га жетет. Мүмкүн болгон менен чыныгы жашоодо болуп жаткандардын ортосунда дагы деле чоң айырма бар. Кээ бир нерселер бул клеткалардын жакшы иштешин токтотот. Бир маселе, жез допинги канча тешик бар экенин чектейт. Бул ачык чынжырдын чыңалуусун 1 вольттон төмөн кармап турат. Жакшы кайра байланыштарды түзүү да кыйын. Окумуштуулар электрондордун катмарларда кандай кыймылдаарын толук түшүнө алышпайт. Бул көйгөйлөр кадмий теллуриддин күн батареяларынын эң жакшы иштешине жол бербейт.
Теллур жер кыртышында өтө сейрек кездешет. Ал миллиарддан бир бөлүгүндө кездешет. Көпчүлүк теллур кошумча продукт катары жез казып алуудан келет. Бул жезди көбүрөөк казсак гана теллурду көбүрөөк алабыз дегенди билдирет. Дүйнөдө жылына 500 тоннага жакын теллур өндүрүлөт. Бирок күн өнөр жайы жакын арада 1200 тоннадан ашык керек болушу мүмкүн. Кытай дүйнөдөгү теллурдун жарымынан көбүн кайра иштетет. Бул камсыздоо жана саясат менен көйгөйлөрдү жаратышы мүмкүн. Кайра иштетүү эски панелдерден теллурдун 95% га чейин кайтарып алат. Бирок келечектеги муктаждыктар үчүн кайра иштетүү гана жетишсиз. Биз кен казууга, кайра иштетүүгө жана кайра иштетүүгө инвестиция кылышыбыз керек. Эрежелер жана тармактык пландар камсыздоону туруктуу кармап, чыгымдарды азайтууга жардам берет.
Эскертүү: Кадмий теллуриддүү күн панелдери үчүн теллур жетишсиз.
Кадмий абдан уулуу. Айлана-чөйрөнү коргоо агенттигинин суудагы кадмий боюнча катуу эрежелери бар. Кадмий теллуриди дем алууда же жутууда клеткаларды жабыркатат жана өпкө ооруларына алып келиши мүмкүн. Бул күн панелдери нормалдуу колдонууда булгабайт. Бирок сындырып же туура эмес ыргытса, алар токсиндерди чыгара алышат. Полигондордогу эски панелдер кээде кадмийдин өтө көп агып кетиши мүмкүн, айрыкча белгилүү бир шарттарда. ЕБ сыяктуу кээ бир жерлерде панелдерди кайра иштетүү жана булганууну токтотуу эрежелери бар. Бирок көп өлкөлөрдө катуу эрежелер жок. Адамдар кадмий теллуриддин күн батареяларынын коопсуздугу жана булганышы жөнүндө тынчсызданышат.
| Аспект | чоо-жайы |
|---|---|
| Уулуулугу | Кадмий өтө уулуу; EPA катуу суу эрежелери бар; CdTe клеткаларга зыян келтириши мүмкүн |
| Сылсыздандыруу потенциалы | Кээ бир полигон сыноолору өтө көп кадмийди көрсөтөт |
| Регулятивдик чаралар | ЕБ панелдерди кайра иштетүү эрежелери бар; көп жерлерде жок |
| Курчап турган чөйрөгө тийгизген таасири | Начар утилизация кадмий менен теллурду бөлүп чыгарышы мүмкүн; коопсуз кайра иштетүү зарыл |
Кадмий теллуриддүү күн панелдери 20-25 жылга чейин иштейт. Бул 25-30 жылга созулган кремний панелдеринен бир аз кыскараак. Кээ бир көйгөйлөр бул панелдердин бат эскиришине алып келиши мүмкүн. Материалдар ысык же муздак учурда ар кандай созулушу мүмкүн. Бул жаракаларга же пилингге алып келиши мүмкүн. Ийкемдүү панелдер өтө ийилген болсо, жарака кетиши мүмкүн. Ысык жана суук аба ырайы жана күндүн нуру убакыттын өтүшү менен панелдерди бузушу мүмкүн. Панелдер эскирген сайын кемчиликтер жана көйгөйлөр пайда болот. Жез металл тетиктерден жылып, панелдердин ишин начарлатышы мүмкүн. Бул маселелер чоң күн долбоорлору үчүн туруктуулукту маанилүү кылат.
Кадмий теллуриддик күн панелдери кремний панелдериндей кеңири таралган эмес. Алар дүйнөлүк күн рыногунун 5%ке жакынын түзөт. Бул панелдерди саналуу гана ишканалар жасайт. Биринчи Күн эң чоңу. Бул кичинекей камсыздоо чоң жумуштар үчүн жетиштүү панелдерди алууну кыйындатат. Кайра иштетүү программалары эски панелдерден теллур менен кадмийдин көбүн калыбына келтире алат. Бирок кайра иштетүү дагы деле жакшырып баратат жана бардык эле жерлер эски күн панелдерин коопсуз иштете албайт. Адамдар коопсуздук жана кайра иштетүү көйгөйлөрү жөнүндө тынчсызданышат. Кайра иштетүүнү жакшыраак жана жеңилдетүү кадмий теллуриддин күн панелдерин коопсуз жана популярдуу болууга жардам берет.
Окумуштуулар кадмий теллуриддин күн батареяларын жакшыраак кылуу үчүн иштеп жатышат. Колорадо мамлекеттик университетинин жана Бомбей технологиялык институтунун командалары жаңы күн батареясын жасашты. Бул клеткада перовскит жана кадмий теллуриддин чогуу катмарлары бар. Ал 24,2% рекорддук эффективдүүлүккө жетти. Окумуштуулар аны андан да жогору, балким 27% же андан да жогору кылгысы келет. Алар ошондой эле эритмеленген CdSexTe1-x абсорберлери сыяктуу жаңы нерселерди аракет кылып жатышат. Алар жезден мышьяктын допингине өтүп жатышат. Бул өзгөртүүлөр заряд алып жүрүүчүлөргө узак убакытка жана модулдарды күчтүүрөөк кылууга жардам берет. Лабораториялык клеткалар азыр 22%дан ашык эффективдүүлүккө ээ. Коммерциялык модулдар 18,6% га чейин жетиши мүмкүн. Эң чоң көйгөй - бул жакшыртууларды көптөгөн панелдер үчүн иштетүү.
Окумуштуулар теллурду азыраак колдонууну каалашат, бирок жакшы көрсөткүчтөрдү сактап калышат. Алар азыраак материалды талап кылган өтө жука CdTe күн батареяларын иштеп чыгышат. Бул клеткалар дагы эле жакшы иштейт. Ошондой эле пленканы жакшыртуу жана теллурду азыраак колдонуу үчүн кадмий цинк теллурид эритмелерин жасашат. Окумуштуулар кен казып алуудан теллур алуунун жакшы жолдорун издеп жатышат. Допингдин жаңы ыкмаларын да колдонушат. Кээ бир топтор көбүрөөк энергия алуу үчүн CdSeTe эритмелерин жана жакшыраак арткы байланыштарды колдонушат. Бул кадамдар жеткирүү чынжырын коопсуз жана өндүрүштү туруктуураак кылууга жардам берет.
Күн өнөр жайы панелдерди коопсуз жана планета үчүн жакшыраак кылып жатат. Жаңы ширетүүдө уулуу заттардын ордуна калай-висмут колдонулат. Айнек-айнек панелдер полимердик арткы барактарга муктаж эмес. Бул аларды күчтүүрөөк жана коопсуз кылат. Жапон инженерлери өндүрүш учурунда уулуу кадмий катмарларын жок кылуунун жолун табышты. Өнөр жай эрежелери жана кайра иштетүү программалары жакшырып баратат. Бул заводдорду таза жана жумушчулар үчүн коопсуз кылат. Изилдөөлөр көрсөткөндөй, бул өзгөрүүлөр глобалдык жылуулукту азайтат жана панелдердин узакка иштешине жардам берет. Бул айлана-чөйрө үчүн жакшы.
Терли жашыл кадмий теллурид күн технологиясы боюнча лидер болуп саналат. Компания материалды жана акчаны үнөмдөө үчүн ичке CdTe абсорберлерди колдонот. Терли чыңалууну жана эффективдүүлүктү жогорулатуу үчүн арткы жагына теллур катмарын кошот. Алардын эки катмарлуу CdSeTe/Te клеткалары көбүрөөк ток берет. MgZnO буфердик катмары көбүрөөк жарык берет жана электрондордун кыймылына жардам берет. Терли казуунун калдыктарынан кадмий жана теллур алат. Бул таштандыларды кыскартат жана айлана-чөйрөгө жардам берет. Алардын жука пленка процесси азыраак энергия жана азыраак материалдарды колдонот. Бул күн энергиясы үчүн таза келечекти колдойт.
Кадмий теллурид күн батареялары кээ бир чоң артыкчылыктарга ээ. Аларды жасоо жана жакшы иштөө үчүн азыраак чыгымдалат. Алардын дизайны да ийилип же ийилип калышы мүмкүн. Бирок кээ бир көйгөйлөр да бар. Бул жетиштүү материалдарды алуу кыйын. Кадмий абдан зыяндуу болушу мүмкүн. Адамдар бир нече нерселер жөнүндө ойлонушу керек:
Панельдер канча турат жана алар күндүн нурун күчкө айландырышат
Айлана-чөйрөнү коргоо эрежелери жана кантип коопсуз кайра иштетүү
Базар кантип өсүп жатат жана кремний панелдери кантип атаандашат
Жаңы идеялар жана изилдөөлөр азыр болуп жатат
Терли сыяктуу компаниялар жакшыраак жана коопсуз CdTe күн батареяларын жасап беришет. Бул фактыларды колдонуу адамдарга эң мыкты күн панелдерин тандоого жардам берет.
CdTe күн батареялары күн нурун кармоо үчүн жука пленканы колдонушат. Кремний панелдер коюу кремний бөлүктөрүн колдонот. CdTe панелдери жеңилирээк жана кээде ийилген болот. Кремний панелдер оор жана катуу болуп саналат.
CdTe панелдери туура колдонулганда коопсуз. Уулуу бөлүктөрү панелдин ичинде мөөр бойдон калууда. Жакшы кайра иштетүү жана кылдат мамиле кылуу жаратылышка зыянын токтотот. Коопсуздук эрежелери панелдерди коопсуз жасоого жана таштоого жардам берет.
Көпчүлүк CdTe күн панелдери 20 жылдан 25 жылга чейин иштейт. Алар канча убакытка созулат аба ырайына жана камкордукка көз каранды. Аларды текшерүү көп убакытка созулушуна жардам берет.
Ооба, кайра иштетүү кадмий менен теллурдун көбүн кайтарып алат. Кайра иштетүү процесси жакшырып баратат. Кайра иштетүү таштандыларды азайтат жана планетага жардам берет.
CdTe күн батареялары сыртта ысыкта жакшы иштейт. Алар ысыкта кремний панелдерине караганда азыраак күчүн жоготот. Бул аларды күнөстүү жана жылуу жерлерге ылайыктуу кылат.
