แก้วผลิตไฟฟ้าแคดเมียมเทลลูไรด์คืออะไร?

สีเขียวและคาร์บอนต่ำเป็นเป้าหมายการพัฒนาที่สำคัญในช่วง ระยะเวลา ' s ' แผนห้าปีที่ 14 ' ของประเทศของฉัน การผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์เป็นกำลังหลักในการบรรลุเป้าหมายนี้ ในกระบวนการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์ นอกจากเซลล์ผลึกซิลิกอนที่ดึงดูดความสนใจอย่างมากแล้ว แบตเตอรี่แบบฟิล์มบางที่ใช้แคดเมียมเทลลูไรด์เป็นชั้นดูดซับยังดึงดูดความสนใจของอุตสาหกรรมอีกด้วย 

แก้วผลิตไฟฟ้าแคดเมียมเทลลูไรด์เป็นคาร์บอนต่ำ, สีเขียว, ประหยัดพลังงาน, สร้างพลังงาน, พลังงานใหม่และวัสดุใหม่ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและปลอดภัย, เป็นทั้งวัสดุก่อสร้างสีเขียวและแหล่งพลังงานสะอาด, มีลักษณะทั่วไปของกระจกสถาปัตยกรรม, สวยงามและสง่างาม, รูปแบบต่างๆ, การผลิตพลังงานแสงน้อย, เพิ่มขีดความสามารถให้กับอาคาร, ทำให้โลกสวยงามยิ่งขึ้น, เป็นทางเลือกที่จะช่วยให้บรรลุเป้าหมายของ 'ยอดคาร์บอน' และ 'ความเป็นกลางของคาร์บอน'

แคดเมียมเทลลูไรด์ (CdTe) เป็นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์สารประกอบ II-VI ที่สำคัญ รูปร่างเป็นอนุภาคคริสตัลสีดำหรือผง จุดหลอมเหลวถึง 1,092 ℃ น้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์ 240 โครงสร้างผลึกเป็นแบบสฟาเลอไรต์ มีโครงสร้างแถบพลังงานการเปลี่ยนแปลงโดยตรง ค่าคงที่ของแลตทิซคือ 0.6481 นาโนเมตร ความกว้างของแถบความถี่คือ 1.45eV การเคลื่อนตัวของอิเล็กตรอนที่อุณหภูมิห้องคือ 1,050 c ตารางเมตร /(Vs) การเคลื่อนตัวของรูที่อุณหภูมิห้องคือ 80 c ตารางเมตร /(Vs)

พลังงานพันธะของพันธะเคมีของแคดเมียมเทลลูไรด์สูงถึง 5.7eV ซึ่งเป็นหนึ่งในสถานะการสังเคราะห์ทางเคมีที่เสถียรที่สุดของธาตุแคดเมียมในธรรมชาติ ดังนั้นแคดเมียมเทลลูไรด์จึงมีความเสถียรทางเคมีที่อุณหภูมิห้อง และไม่ละลายในน้ำ กรดอ่อน จึงค่อนข้างปลอดภัยในระหว่างการผลิตและการใช้งานทางอุตสาหกรรม

เป็นมูลค่าการกล่าวขวัญว่า การตอบสนองทางสเปกตรัมของเซลล์แสงอาทิตย์แคดเมียมเทลลูไรด์ตรงกับการกระจายสเปกตรัมแสงอาทิตย์ภาคพื้นดินอย่างใกล้ชิด กำลังการผลิตไฟฟ้าที่แท้จริงมีความแข็งแกร่ง

แคดเมียมเทลลูไรด์มีประสิทธิภาพที่มั่นคง ค่าสัมประสิทธิ์การดูดซับพลังงานแสงสูง วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ชนิด N หรือ P สามารถรับได้โดยการเติมสารเจือปนที่แตกต่างกัน สามารถใช้ในการผลิตเครื่องตรวจจับรังสีนิวเคลียร์ (สำหรับใช้ในทางการแพทย์) ตัวปรับแสงไฟฟ้าอินฟราเรด เครื่องตรวจจับอินฟราเรด เลนส์อินฟราเรดและหน้าต่างและอุปกรณ์อื่น ๆ ในสนามไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ แคดเมียมเทลลูไรด์ถือเป็นวัตถุดิบสำคัญในการเตรียมเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดฟิล์มบางขนาดใหญ่ ฟิล์มแคดเมียมเทลลูไรด์ที่มีความหนาเพียง 2 μ m (ไมครอน) อัตราการดูดกลืนแสงเกิน 90% ภายใต้เงื่อนไข AM1.5 มาตรฐาน ประสิทธิภาพการแปลงทางทฤษฎีสูงถึง 33% ดังนั้นพลังงานแสงอาทิตย์จึงกลายเป็นสนามการใช้งานที่ค่อนข้างใหญ่สำหรับแคดเมียมเทลลูไรด์ โดยปกติอุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์ต้องใช้แคดเมียมเทลลูไรด์ที่มีความบริสุทธิ์ 5N

เมื่อเปรียบเทียบกับเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดอื่น โครงสร้างของเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดฟิล์มบางแคดเมียมเทลลูไรด์นั้นค่อนข้างง่าย โดยทั่วไป โครงสร้างแบบดั้งเดิมประกอบด้วยห้าชั้น นั่นคือ พื้นผิวแก้ว ชั้นออกไซด์นำไฟฟ้าโปร่งใส (ชั้น TCO) ชั้นหน้าต่างแคดเมียมซัลไฟด์ (CdS) ชั้นการดูดซึมแคดเมียมเทลลูไรด์ (CdTe) ชั้นสัมผัสด้านหลัง และอิเล็กโทรดด้านหลัง ดังแสดงในรูปด้านล่าง

เนื่องจากระบบนโยบายภายในประเทศสำหรับการอนุรักษ์พลังงานในอาคารค่อยๆ ดีขึ้น  รัฐบาลให้ความสำคัญกับการสร้างประสิทธิภาพพลังงานเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ หากบรรลุเป้าหมายคาร์บอนคู่ ก็แยกออกจากเส้นทางสำคัญของการสร้างแผงเซลล์แสงอาทิตย์แบบผสมผสาน (BIPV) ไม่ได้

ในปี 2020 กระทรวงการเคหะและการก่อสร้างของจีน รวมถึงกระทรวงและคณะกรรมาธิการอีก 7 กระทรวงได้ออกแผนปฏิบัติการที่เกี่ยวข้องกับอาคารสีเขียว โดยแผนดังกล่าวมีเป้าหมายที่จะคิดเป็น 70% ของอาคารสีเขียวใหม่ในปี 2022 โดยจำเป็นต้องชี้แนะโครงการลงทุนของรัฐบาลเพื่อเป็นผู้นำในการใช้วัสดุก่อสร้างสีเขียว วัสดุก่อสร้างกระจกผลิตไฟฟ้าแคดเมียมเทลลูไรด์ที่เตรียมผ่านเทคโนโลยีแบตเตอรี่ฟิล์มบางแคดเมียมเทลลูไรด์เป็นวัสดุก่อสร้างสีเขียวรุ่นใหม่

เมื่อเปรียบเทียบกับส่วนประกอบผลึกซิลิคอน โมดูล  ฟิล์มบางแคดเมียมเทลลูไรด์มีลักษณะของค่าสัมประสิทธิ์การดูดซับสูง เอฟเฟกต์ฮอตสปอตขนาดเล็ก เอฟเฟกต์แสงน้อยที่ดี ความสวยงามสูง และการปรับแต่งที่แข็งแกร่ง 

สามารถนำไปใช้กับโครงสร้างอาคารต่างๆ ได้อย่างยืดหยุ่น เช่น หลังคาอาคารและผนังม่าน เพิ่มพื้นที่การผลิตไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพโดยการใช้พื้นผิวอาคารค่อนข้างมาก ตอบสนองความต้องการการผลิตไฟฟ้าในอาคารหลายมุม ลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนในอาคารจากแหล่งที่มาได้ในที่สุด ด้วยนโยบายที่เอื้ออำนวย ความต้องการโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางแคดเมียมเทลลูไรด์จะขยายตัวต่อไปในอนาคต