Visualizações: 0 Autor: Editor do site Horário de publicação: 24/07/2025 Origem: Site
As células solares de telureto de cádmio são a melhor escolha em células solares de película fina. Eles têm pontos bons e ruins especiais. Essas células usam telureto de cádmio como material principal. Este material absorve bem a luz solar. Também ajuda a tornar a produção das células mais barata. O telureto de cádmio representa apenas cerca de 5% do mercado solar mundial. Mas é muito importante para grandes projetos solares no mercado
| de tecnologia dos EUA. | Participação no mercado |
|---|---|
| Silício Monocristalino | ~60% |
| Silício Policristalino | ~30% |
| Filme Fino CdTe | ~5% |
| Filme fino CIGS | ~2% |
A história de Terli mostra os benefícios da vida real e como as células solares de telureto de cádmio funcionam bem.
As células solares de telureto de cádmio são mais baratas de fabricar. Eles usam menos material que os painéis de silício. Isso os torna bons para grandes projetos solares. Essas células solares funcionam bem com pouca luz. Eles também funcionam bem quando está quente. Eles continuam produzindo boa potência quando os painéis de silício não. Os painéis CdTe são mais leves que os painéis de silício. Eles também podem ser flexíveis. Isso permite que as pessoas os coloquem em superfícies curvas ou estranhas. As pessoas podem usá-los em barcos e telhados antigos. Existem alguns problemas com os painéis CdTe. Não há muito telúrio no mundo. O cádmio pode ser tóxico e perigoso. Os painéis CdTe não duram tanto quanto os painéis de silício. Cientistas e empresas como a Terli estão trabalhando para resolver esses problemas. Eles querem que as células solares de CdTe sejam mais seguras. Eles também querem que trabalhem melhor e sejam melhores para o meio ambiente.
As células solares de telureto de cádmio têm uma estrutura especial. Isso os torna diferentes de outras células solares. Eles usam camadas finas empilhadas umas sobre as outras. A parte principal é o telureto de cádmio. É um semicondutor com bandgap direto de cerca de 1,5 eV. Isso o ajuda a absorver a maior parte da luz solar que o atinge. As células funcionam bem mesmo com uma camada fina.
Uma célula solar normal de telureto de cádmio tem várias camadas: Papel
| material | na contribuição da célula solar de CdTe | para o desempenho |
|---|---|---|
| CdTe tipo p | Camada absorvente | Bandgap direto ideal para absorver a maior parte do espectro solar; o alto coeficiente de absorção reduz o uso e o custo do material. |
| CdS tipo n | Janela e camada de buffer | O amplo bandgap garante transparência à luz solar; auxilia no transporte de elétrons. |
| Óxido de estanho dopado com flúor (FTO) | Contato frontal de óxido condutor transparente (TCO) | Permite que os fótons entrem na célula enquanto coletam a corrente de forma eficiente. |
| Óxido de estanho intrínseco (i-SnO2) | Camada transparente de alta resistência | Limita os efeitos de não uniformidade, aumentando a eficiência. |
| Óxido de cobre (Cu2O) | Camada de campo de superfície posterior (BSF) | Atua como uma barreira para repelir os portadores no contato posterior, reduzindo as perdas de recombinação e melhorando a eficiência. |
Este design permite que as células solares de telureto de cádmio funcionem bem com menos material. O uso de telureto de cádmio ajuda as células a absorver muita luz solar. Isto é importante para células solares de película fina.
As células solares de telureto de cádmio não são iguais aos painéis solares de silício. A maior diferença está em quão grossos e flexíveis eles são. As células de telureto de cádmio usam uma película fina, com apenas 1 a 6 micrômetros de espessura. Os painéis de silício usam um wafer muito mais espesso, cerca de 180 micrômetros.
| Apresenta | células solares de telureto de cádmio (CdTe) | painéis solares de silício tradicionais |
|---|---|---|
| Espessura da camada absorvente | Filme fino, aproximadamente 1-6 µm | Wafer de silício cristalino espesso, cerca de 180 µm |
| Material absorvente | Telureto de cádmio (CdTe) | Silício Cristalino (monocristalino ou policristalino) |
| Camada de janela/buffer | Sulfeto de cádmio (CdS), camada tipo n | Não aplicável ou materiais diferentes |
| Camada de contato frontal | Óxido Condutivo Transparente (TCO) | Linhas de grade metálica visíveis na superfície frontal |
| Camada de contato posterior | Presente, coleta elétrons e fornece contato elétrico | Presente |
| Substrato | Vidro ou materiais flexíveis, permitindo painéis flexíveis | Substrato de vidro rígido com moldura |
| Aparência | Filme fino uniforme e contínuo sem grades metálicas visíveis | Células segmentadas com linhas de grade metálica visíveis |
| Flexibilidade | Podem ser fabricados como filmes finos flexíveis | Painéis rígidos |
As células solares de telureto de cádmio parecem lisas e uniformes. Eles podem ser feitos em materiais flexíveis. Isso significa que funcionam em superfícies curvas ou leves. Os painéis de silício são rígidos e apresentam linhas metálicas. Ambos os tipos usam um semicondutor para transformar a luz solar em eletricidade. Mas a forma como são construídas confere às células solares de telureto de cádmio alguns benefícios especiais em determinados locais.
As células solares de telureto de cádmio são mais baratas de fabricar. Elas não precisam de tanto silício quanto outras células solares. Isso economiza dinheiro em materiais. Painéis de filme fino usam materiais diferentes em vez de silício. Isso os torna mais fáceis e menos dispendiosos de produzir. Os painéis de silício monocristalino são os mais caros porque usam mais silício e têm etapas mais difíceis. Os painéis de silício policristalino são um pouco mais baratos, mas ainda usam mais silício do que os painéis de película fina. Os módulos de telureto de cádmio contêm cádmio, portanto os trabalhadores devem ter cuidado. Mas fabricar essas células ainda é mais barato porque elas usam menos materiais e são mais fáceis de construir.
As células solares de película fina de CdTe usam menos silício, por isso custam menos.
Fazer essas células é mais simples do que fazer painéis de silício.
Custos mais baixos tornam os módulos solares de telureto de cádmio bons para grandes projetos.
As células solares de telureto de cádmio são melhores para o meio ambiente do que os painéis de silício. O Laboratório Nacional de Energia Renovável afirma que esses painéis têm um custo de carbono mais baixo por watt. Eles usam menos energia e materiais para fazer. O Departamento de Energia dos EUA afirma que fabricar um módulo de telureto de cádmio cria muito menos dióxido de carbono do que um módulo de silício. Mais de 90% dos materiais desses painéis podem ser reciclados. Isso ajuda ainda mais o planeta. A forma como estes painéis são feitos também significa menos poluição do ar e menos consumo de energia. Essas coisas tornam as células solares de telureto de cádmio uma escolha inteligente para energia limpa.
Nota: As células solares de telureto de cádmio ajudam o meio ambiente, reduzindo o aquecimento global, a chuva ácida e os problemas de ozônio. A chance de vazamento de cádmio é muito baixa, mesmo em situações difíceis.
As células solares de telureto de cádmio funcionam bem no exterior. Estudos mostram que elas produzem mais energia do que as células de silício quando há pouca luz. Seu bandgap especial e resposta espectral os ajudam a funcionar bem de manhã, à noite e em dias nublados. Em locais quentes, as células de telureto de cádmio continuam funcionando melhor que as células de silício. As células de silício perdem energia quando esquentam. Novas camadas de óxido ajudam essas células a manter alta tensão e energia, mesmo quando estão quentes. Quando não há muita luz, as células de telureto de cádmio mantêm cerca de 70-80% de sua potência normal. Eles também mantêm uma forte tensão de circuito aberto. Isso os torna bons para locais com mudanças climáticas ou menos luz solar.
A tecnologia de película fina torna os painéis solares de telureto de cádmio mais leves e flexíveis do que os painéis normais de silício. Alguns painéis de vidro/vidro são mais pesados, mas os painéis de película fina ainda têm usos especiais. Eles podem ser usados em superfícies curvas ou de formatos estranhos, como barcos, trailers e equipamentos portáteis. O seu peso leve significa que não exercem muita pressão sobre os telhados. Isso é bom para edifícios antigos. Eles também são mais fáceis de colocar e mover. Especificação
| do tipo de módulo Especificação | de peso | de flexibilidade |
|---|---|---|
| C-Si convencional (vidro) | Cerca de 20 kg para um painel de 250 W (vidro de 3,2 mm) | Rígido por causa do vidro; pesado e não é bom para superfícies curvas ou complicadas |
| C-Si flexível (polímero) | 2,0–2,5 kg/m² (até 80% mais leve) | Flexível; feito para telhados curvos, tendas e formas estranhas; fácil de instalar |
| Filme Fino CdTe (vidro/vidro) | Mais pesado por painel (cerca de 76,9 libras para 470 W) | Rígido por causa do vidro; não tão flexível quanto os painéis c-Si flexíveis à base de polímero |
Painéis solares leves de telureto de cádmio não pesam nos telhados.
Seu formato flexível permite que caibam em superfícies curvas ou estranhas.
Eles são fáceis de instalar e mover, por isso são ótimos para uso portátil e de emergência.
Telhado de vidro solar de película fina do sistema de telhas solares de telureto de cádmio (CdTe)
Painéis solares de telureto de cádmio são usados em grandes projetos. A Fazenda Solar Topaz, na Califórnia, é a maior delas. Possui 550 MW de potência e 9 milhões de painéis. Isso mostra que a tecnologia funciona bem para trabalhos grandes. Empresas como a Terli ajudam mais pessoas a usar células solares de telureto de cádmio. A Terli fabrica muitos produtos de vidro solar, como paredes de cortina BIPV, paredes de vidro solar, telhas e coberturas de sombra. Esses produtos ajudam a colocar painéis solares em edifícios e a levar telureto de cádmio para mais lugares. A Terli trabalha para tornar seus painéis eficientes, acessíveis e fáceis de usar. Isso ajuda mais edifícios verdes e grandes projetos de energia a usarem painéis solares de telureto de cádmio.
As células solares de telureto de cádmio podem ser mais de 30% eficientes. Isso ocorre porque o material absorve muito bem a luz solar. Em laboratórios, os cientistas criaram células com eficiência superior a 22%. Mas a maioria dos painéis solares que você pode comprar atinge apenas cerca de 18,6%. Ainda há uma grande diferença entre o que é possível e o que acontece na vida real. Algumas coisas impedem que essas células funcionem melhor. Um problema é que a dopagem com cobre limita o número de buracos existentes. Isso mantém a tensão de circuito aberto abaixo de 1 volt. Também é difícil fazer bons contatos posteriores. Os cientistas não compreendem completamente como os elétrons se movem nas camadas. Esses problemas impedem que as células solares de telureto de cádmio atinjam seu melhor desempenho.
O telúrio é muito raro na crosta terrestre. É encontrado em cerca de uma parte por bilhão. A maior parte do telúrio vem da mineração de cobre como subproduto. Isto significa que só obteremos mais telúrio se extrairmos mais cobre. O mundo produz cerca de 500 toneladas métricas de telúrio por ano. Mas a indústria solar poderá precisar de mais de 1.200 toneladas métricas em breve. A China refina mais da metade do telúrio mundial. Isso pode causar problemas de abastecimento e política. A reciclagem pode recuperar até 95% do telúrio de painéis antigos. Mas a reciclagem por si só não será suficiente para as necessidades futuras. Precisamos investir em mineração, refino e reciclagem. As regras e os planos da indústria podem ajudar a manter o fornecimento estável e reduzir os custos.
Nota: Não há telúrio suficiente para muitos painéis solares de telureto de cádmio.
O cádmio é muito venenoso. A Agência de Proteção Ambiental possui regras rígidas para o cádmio na água. O telureto de cádmio pode danificar as células e causar problemas pulmonares se inalado ou ingerido. Estes painéis solares não poluem durante o uso normal. Mas se forem quebrados ou jogados fora de maneira errada, podem liberar toxinas. Painéis antigos em aterros sanitários às vezes podem vazar muito cádmio, especialmente em certas condições. Alguns lugares, como a UE, têm regras para reciclar painéis e impedir a poluição. Mas muitos países não têm regras rígidas. As pessoas se preocupam com a segurança e a poluição das células solares de telureto de cádmio.
| do Aspecto | Detalhes |
|---|---|
| Toxicidade | O cádmio é muito venenoso; A EPA tem regras rígidas sobre água; CdTe pode danificar células |
| Potencial de lixiviação | Alguns testes de aterro mostram muito cádmio |
| Medidas Regulatórias | A UE tem regras para a reciclagem de painéis; muitos lugares não |
| Impacto Ambiental | O mau descarte pode liberar cádmio e telúrio; é necessária uma reciclagem segura |
Os painéis solares de telureto de cádmio duram cerca de 20 a 25 anos. Isso é um pouco mais curto que os painéis de silício, que duram de 25 a 30 anos. Alguns problemas podem fazer com que esses painéis se desgastem mais rapidamente. Os materiais podem esticar de forma diferente quando quentes ou frios. Isso pode causar rachaduras ou descamação. Painéis flexíveis podem rachar se forem dobrados demais. O clima quente e frio e a luz solar podem danificar os painéis ao longo do tempo. Mais defeitos e problemas aparecem à medida que os painéis envelhecem. O cobre pode sair das peças metálicas e piorar o funcionamento dos painéis. Essas questões tornam a durabilidade importante para grandes projetos solares.
Os painéis solares de telureto de cádmio não são tão comuns quanto os painéis de silício. Eles representam cerca de 5% do mercado solar mundial. Apenas algumas empresas fabricam esses painéis. O First Solar é o maior. Esta pequena oferta pode dificultar a obtenção de painéis suficientes para grandes trabalhos. Os programas de reciclagem podem recuperar a maior parte do telúrio e do cádmio dos painéis antigos. Mas a reciclagem ainda está melhorando e nem todos os lugares podem manusear painéis solares antigos com segurança. As pessoas se preocupam com problemas de segurança e reciclagem. Tornar a reciclagem melhor e mais fácil ajudará os painéis solares de telureto de cádmio a serem mais seguros e populares.
Os cientistas estão trabalhando para melhorar as células solares de telureto de cádmio. Equipes da Colorado State University e do Institute of Technology Bombay criaram uma nova célula solar. Esta célula possui camadas de perovskita e telureto de cádmio juntas. Atingiu uma eficiência recorde de 24,2%. Os cientistas querem aumentar ainda mais, talvez 27% ou mais. Eles também estão tentando coisas novas, como absorvedores de liga CdSexTe1-x. Eles estão mudando do doping com cobre para o doping com arsênico. Essas mudanças ajudam os portadores de carga a durar mais e a tornar os módulos mais fortes. As células de laboratório agora têm mais de 22% de eficiência. Os módulos comerciais podem atingir até 18,6%. O maior desafio é fazer com que essas melhorias funcionem para muitos painéis.
Os cientistas querem usar menos telúrio, mas manter um bom desempenho. Eles projetam células solares ultrafinas de CdTe que precisam de menos material. Essas células ainda funcionam bem. Eles também fabricam ligas de telureto de cádmio e zinco para melhorar o filme e usar menos telúrio. Os cientistas procuram maneiras melhores de obter telúrio da mineração. Eles também tentam novos métodos de doping. Alguns grupos usam ligas CdSeTe e melhores contatos traseiros para obter mais energia. Essas etapas ajudam a tornar a cadeia de abastecimento mais segura e a produção mais estável.
A indústria solar está tornando os painéis mais seguros e melhores para o planeta. A nova soldagem usa estanho-bismuto em vez de material tóxico. Painéis de vidro-vidro não precisam de folhas traseiras de polímero. Isso os torna mais fortes e seguros. Engenheiros japoneses encontraram uma maneira de remover camadas tóxicas de cádmio durante a produção. As regras da indústria e os programas de reciclagem estão cada vez melhores. Isso torna as fábricas mais limpas e seguras para os trabalhadores. Estudos mostram que estas mudanças reduzem o aquecimento global e ajudam os painéis a durar mais tempo. Isso é bom para o meio ambiente.
A Terli é líder em tecnologia solar de telureto de cádmio verde. A empresa utiliza absorvedores finos de CdTe para economizar material e dinheiro. Terli adiciona uma camada de telúrio na parte traseira para aumentar a tensão e a eficiência. Suas células bicamadas CdSeTe/Te fornecem mais corrente. A camada tampão de MgZnO permite a entrada de mais luz e ajuda os elétrons a se moverem. Terli obtém cádmio e telúrio de sobras de mineração. Isso reduz o desperdício e ajuda o meio ambiente. Seu processo de película fina utiliza menos energia e menos materiais. Isto apoia um futuro mais limpo para a energia solar.
As células solares de telureto de cádmio têm algumas grandes vantagens. Eles custam menos para serem fabricados e funcionam bem. Seu design também pode dobrar ou flexionar. Mas também existem alguns problemas. É difícil conseguir materiais suficientes. O cádmio pode ser muito prejudicial. As pessoas deveriam pensar em algumas coisas:
Quanto custam os painéis e quão bem eles transformam a luz solar em energia
Regras para o meio ambiente e como reciclar com segurança
Como o mercado está crescendo e como os painéis de silício competem
Novas ideias e pesquisas acontecendo agora
Empresas como a Terli continuam fabricando células solares de CdTe melhores e mais seguras. Usar esses fatos pode ajudar as pessoas a escolher os melhores painéis solares.
As células solares de CdTe usam uma película fina para captar a luz solar. Os painéis de silício usam pedaços grossos de silício. Os painéis CdTe são mais leves e às vezes flexíveis. Os painéis de silício são pesados e rígidos.
Os painéis CdTe são seguros quando usados da maneira correta. As partes tóxicas ficam seladas dentro do painel. Uma boa reciclagem e um manuseio cuidadoso evitam danos à natureza. As regras de segurança ajudam a fabricar e descartar painéis com segurança.
A maioria dos painéis solares CdTe funciona de 20 a 25 anos. Quanto tempo duram depende do clima e dos cuidados. Verificá-los frequentemente ajuda-os a durar mais.
Sim, a reciclagem pode recuperar a maior parte do cádmio e do telúrio. O processo de reciclagem está cada vez melhor. A reciclagem reduz o desperdício e ajuda o planeta.
As células solares CdTe funcionam bem quando está calor lá fora. Eles perdem menos energia do que os painéis de silício no calor. Isso os torna bons para locais ensolarados e quentes.
