การเข้าชม: 0 ผู้แต่ง: บรรณาธิการเว็บไซต์ เวลาเผยแพร่: 10-07-2025 ที่มา: เว็บไซต์
เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์แคดเมียมเทลลูไรด์ (CdTe) เป็นผู้นำด้านพลังงานแสงอาทิตย์แบบฟิล์มบาง ใช้งานได้ดีเพราะมีโครงสร้างวัสดุพิเศษ ซึ่งช่วยเปลี่ยนแสงแดดเป็นไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพมาก เซลล์แสงอาทิตย์ CdTe มีช่องว่างแถบความถี่ 1.45 eV อีกทั้งยังมีค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนแสงสูงที่ 10^6 ซม.^-1 ซึ่งหมายความว่าสามารถเปลี่ยนแสงแดดให้เป็นพลังงานได้อย่างรวดเร็ว แต่ละโมดูลใช้วัสดุเซลล์เพียง 0.065 กิโลกรัม ทำให้ต้องใช้ไฟฟ้าเพียง 59 กิโลวัตต์ชั่วโมง สิ่งเหล่านี้ทำให้เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์แคดเมียมเทลลูไรด์ (CdTe) มีราคาถูกและรวดเร็ว เป็นทางเลือกที่ดีสำหรับความต้องการพลังงานในปัจจุบัน
เซลล์แสงอาทิตย์แคดเมียมเทลลูไรด์ (CdTe) ใช้วัสดุพิเศษเป็นชั้นบางๆ วัสดุเหล่านี้ช่วยเปลี่ยนแสงอาทิตย์ให้เป็นไฟฟ้า พวกเขาทำสิ่งนี้ในลักษณะที่มีประสิทธิภาพและราคาถูก เซลล์แสงอาทิตย์เหล่านี้มีการออกแบบเป็นชั้นๆ การออกแบบนี้ช่วยให้รับแสงแดดได้มากขึ้น นอกจากนี้ยังช่วยให้พวกเขามีพลังมากขึ้น ทำให้เซลล์แข็งแรงและเชื่อถือได้ แผงโซลาร์เซลล์ CdTe ต้นทุนการผลิตน้อยกว่า พวกเขาใช้พลังงานน้อยลง ทำงานได้ดีในที่ร้อน มีเมฆมาก หรือมีแสงน้อย พวกเขาทำได้ดีกว่าแผงซิลิกอนในสภาวะเหล่านี้ พวกเขามีอายุมากกว่า 25 ปี สามารถรีไซเคิลได้อย่างปลอดภัย อีกทั้งยังมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยลงอีกด้วย นี่ทำให้พวกเขาเป็นตัวเลือกที่ชาญฉลาดสำหรับพลังงานสะอาด เทคโนโลยี CdTe เติบโตอย่างรวดเร็ว ใช้ในโซลาร์ฟาร์มขนาดใหญ่และอาคารพาณิชย์ นอกจากนี้ยังใช้ในการออกแบบอาคารใหม่อีกด้วย มีการใช้งานที่น่าตื่นเต้นในอนาคตเร็วๆ นี้
เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดฟิล์มบางของ CdTe มีชั้นซ้อนกันซ้อนกัน แต่ละชั้นทำหน้าที่พิเศษในการช่วยผลิตไฟฟ้าจากแสงแดด การออกแบบที่พบบ่อยที่สุดเรียกว่าการกำหนดค่าแบบซุปเปอร์สเตรต ในการออกแบบนี้ แสงจะส่องผ่านหน้าสัมผัสด้านหน้าที่ชัดเจน ชั้นหลักคือออกไซด์นำไฟฟ้าโปร่งใส ชั้นหน้าต่าง ตัวดูดซับเทลลูไรด์ของแคดเมียม และหน้าสัมผัสด้านหลัง การออกแบบที่ใหม่กว่าบางแบบใช้ชั้นดูดซับสองชั้นเพื่อจับแสงแดดมากขึ้น
นักวิทยาศาสตร์ได้คิดค้นวิธีใหม่ในการสร้างเซลล์เหล่านี้ พวกเขาใช้ตัวดูดซับ CdTe บาง ๆ เพิ่มชั้นเทลลูเรียมที่ด้านหลัง และสร้างเซลล์สองชั้นด้วย CdSeTe การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ช่วยให้เซลล์สร้างกระแสและแรงดันไฟฟ้ามากขึ้น อีกทั้งยังช่วยให้เซลล์ทำงานได้ดีขึ้นโดยรวม
นี่คือตารางที่แสดงข้อมูลสำคัญบางประการ ข้อเท็จจริงเกี่ยวกับสถาปัตยกรรมอุปกรณ์ : เกณฑ์
| มาตรฐานนวัตกรรมสถาปัตยกรรมอุปกรณ์ | / ผลลัพธ์หลักเมตริก | ประสิทธิภาพ / ผลกระทบ |
|---|---|---|
| ตัวดูดซับ CdTe แบบบาง (ความหนา 0.4 - 1.0 µm) | ประสิทธิภาพมากกว่า 10% (0.4 µm), 15% (1.0 µm); IV. มีความประพฤติดี | ตัวดูดซับทินเนอร์มีราคาถูกกว่าและยังคงรักษาแรงดันไฟฟ้าได้ดี |
| ชั้นเทลลูเรียม (Te) ที่หน้าสัมผัสด้านหลัง | แรงดันไฟฟ้าสูงกว่า 1 V ที่อุณหภูมิต่ำกว่า | การสัมผัสด้านหลังที่ดีขึ้นช่วยให้เซลล์สร้างแรงดันไฟฟ้าได้มากขึ้น |
| เซลล์ Bilayer CdSeTe/Te | +2 มิลลิแอมป์/ซม.⊃2; กระแสไฟตกบ้าง PL ดีกว่า | แสงเรืองแสงในปัจจุบันมากขึ้นและดีขึ้น |
| MgZnO ชั้นบัฟเฟอร์อินเทอร์เฟซด้านหน้า | มีอิเล็กตรอนมากขึ้นด้วยการโด๊ป Ga | บัฟเฟอร์ช่องว่างแถบความถี่ที่สูงขึ้นช่วยให้แสงผ่านได้มากขึ้น |
เซลล์แสงอาทิตย์ CdTe ขั้นสูงบางเซลล์ใช้โครงสร้างเรียงกัน ซึ่งหมายความว่าเซลล์ทั้งสองจะเรียงซ้อนเซลล์บนของ CdTe และเซลล์ด้านล่างของ FeSi2 ทั้งสองเซลล์เชื่อมต่อกันด้วยทางแยกอุโมงค์ การออกแบบนี้สามารถเข้าถึงประสิทธิภาพสูงมาก เซลล์ตีคู่บางเซลล์สามารถขึ้นไปได้ ประสิทธิภาพ 44.5% ในการทดสอบ
เซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบาง CdTe ใช้วัสดุที่สำคัญเพียงไม่กี่ชนิด ชั้นดูดซับหลักทำจากแคดเมียมเทลลูไรด์ วัสดุนี้ดูดซับแสงแดดได้ดี ชั้นหน้าต่างมักเป็นแคดเมียมซัลไฟด์ มันปล่อยให้แสงผ่านไปได้แต่ปิดกั้นประจุที่ไม่ต้องการ การออกแบบใหม่บางอย่างใช้อินเดียมซัลไฟด์หรือแมกนีเซียมซิงค์ออกไซด์เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีขึ้น หน้าสัมผัสด้านหน้าเป็นออกไซด์นำไฟฟ้าโปร่งใส เช่น ดีบุกออกไซด์หรืออินเดียมทินออกไซด์ ชั้นนี้ยอมให้แสงเข้าและนำไฟฟ้าออกไป
การศึกษาแสดงให้เห็นว่าคุณภาพของวัสดุเหล่านี้มีความสำคัญมาก โครงสร้างจุลภาคโพลีคริสตัลไลน์ที่เรียบในชั้น CdTe ช่วยให้เซลล์ทำงานได้ดีขึ้น ความต้านทานการแบ่งส่วนสูงในชั้นต่างๆ ช่วยให้เซลล์มีประสิทธิภาพ แม้ว่าภายนอกจะไม่สว่างมากนักก็ตาม เลเยอร์หน้าต่าง CdS จะต้องเรียบและไม่มีข้อบกพร่อง ซึ่งจะช่วยให้แสงแดดกลายเป็นไฟฟ้า อิเล็กโทรดด้านหน้าควรมีความต้านทานต่ำเพื่อหยุดการสูญเสียพลังงาน โดยเฉพาะในแสงแดดจ้า ตัวเลือกและการควบคุมเหล่านี้ช่วยให้เทคโนโลยี CdTe ทำงานได้ดีกว่าเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางอื่นๆ ในหลายสถานการณ์
เซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางของ CdTe ใช้เซมิคอนดักเตอร์เพื่อเปลี่ยนแสงแดดเป็นไฟฟ้า เมื่อแสงแดดตกกระทบเซลล์ ชั้นดูดซับ CdTe จะรับแสงเข้ามา พลังงานนี้ทำให้อิเล็กตรอนเคลื่อนที่และสร้างคู่อิเล็กตรอนกับรู สนามไฟฟ้าที่ทางแยก pn จะแยกประจุเหล่านี้ อิเล็กตรอนไปที่หน้าสัมผัสด้านหน้า รูไปที่หน้าสัมผัสด้านหลัง การเคลื่อนไหวนี้ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า กระแสไฟสามารถจ่ายพลังงานให้กับสิ่งต่างๆ หรือเข้าสู่โครงข่ายไฟฟ้าได้
วิธีสร้างเซลล์และวัสดุที่ใช้ส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงานของเซลล์ ตัวอย่างเช่น ความหนาของชั้น CdTe ระดับสารต้องห้าม และคุณภาพของหน้าสัมผัสล้วนมีความสำคัญ ตารางด้านล่างแสดงข้อเท็จจริงที่สำคัญบางประการเกี่ยวกับเซลล์แสงอาทิตย์ CdTe ทั่วไป:
| พารามิเตอร์ / | ค่า | คำอธิบายช่วง / หมายเหตุ |
|---|---|---|
| ความหนาของตัวดูดซับ CdTe | 0.5 ไมโครเมตร | ความหนาดีที่สุดเพื่อประสิทธิภาพสูง |
| ความหนาของชั้นหน้าต่าง | 50 นาโนเมตร | ความหนาที่ดีที่สุดสำหรับชั้นหน้าต่าง (ใช้ In2S3) |
| ความต้านทานแบบอนุกรม (R_s) | 0–2 โอห์ม·ซม.⊃2; | ช่วงเพื่อประสิทธิภาพที่ดีที่สุด |
| ความต้านทานการสับเปลี่ยน (R_sh) | 10⊃3;–10⁵ Ω·ซม.⊃2; | ช่วงเพื่อประสิทธิภาพที่ดีที่สุด |
| แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด (V_oc) | 0.6566 โวลต์ | ทำได้ในโครงสร้างโช้คอัพคู่ |
| กระแสไฟฟ้าลัดวงจร (J_sc) | 49.78 มิลลิแอมป์/ซม.⊃2; | ทำได้ในโครงสร้างโช้คอัพคู่ |
| ปัจจัยการเติม (FF) | 83.68% | ทำได้ในโครงสร้างโช้คอัพคู่ |
| ประสิทธิภาพ (η) | 27.35% | ประสิทธิภาพที่สูงขึ้นด้วยโช้คอัพคู่ CdTe และ FeSi2 เทียบกับ 13.26% สำหรับโช้คเดี่ยว CdTe |
| อุณหภูมิในการทำงาน | 300 ก | ผ่านการทดสอบที่อุณหภูมิมาตรฐาน |
เซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบาง CdTe สามารถเก็บได้ประมาณ 70-80% ของประสิทธิภาพปกติ แม้ในที่แสงน้อย ทำให้เป็นทางเลือกที่ดีสำหรับการใช้งานหลายอย่าง การผสมผสานระหว่างการออกแบบที่ชาญฉลาด วัสดุที่ดี และชั้นเซมิคอนดักเตอร์พิเศษช่วยให้เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์แคดเมียมเทลลูไรด์ให้พลังงานแสงอาทิตย์ที่แข็งแกร่งและเชื่อถือได้
ผู้ผลิตทำตามขั้นตอนสองสามขั้นตอนเพื่อสร้างเซลล์แสงอาทิตย์เหล่านี้ เริ่มต้นด้วยแก้วหรือฐานที่ยืดหยุ่น จากนั้นจึงทาชั้นใสเพื่อให้แสงผ่านเข้ามาและเคลื่อนย้ายกระแสไฟฟ้าได้ หลังจากนั้นจึงเพิ่มชั้นหน้าต่างบางๆ ที่ทำจากแคดเมียมซัลไฟด์ จากนั้นจึงใส่ชั้นตัวดูดซับหลักโดยใช้ผง CdTe พวกเขาใช้วิธีการต่างๆ เช่น การสปัตเตอร์หรือการสะสมไอสารเคมีสำหรับขั้นตอนนี้ บริษัทบางแห่งสร้างผลึก CdTe โดยใช้วิธีแช่แข็งแบบพิเศษ ขั้นตอนเหล่านี้สร้างชั้นที่เปลี่ยนแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงาน โครงการขนาดใหญ่ เช่น คำสั่งซื้อขนาด 457 เมกะวัตต์ของ First Solar แสดงให้เห็นว่าแผงเหล่านี้สามารถผลิตได้เร็วแค่ไหน การสนับสนุนจากรัฐบาลและการวิจัยช่วยให้เซลล์แสงอาทิตย์เหล่านี้ราคาถูกลงและดีขึ้น
กระบวนการฟิล์มบางใช้วัสดุและพลังงานน้อยกว่าแผงซิลิกอน ทำให้รวดเร็วและดีต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น
เซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบาง CdTe ต้องการแคดเมียมและเทลลูเรียม ทั้งสองมาจากวัสดุเหลือใช้จากการขุด ซึ่งจะช่วยลดขยะ ตารางด้านล่างให้ข้อเท็จจริงที่สำคัญเกี่ยวกับแหล่งที่มาของวัสดุเหล่านี้และวิธีการใช้งาน:
| อัตราส่วน | รายละเอียด |
|---|---|
| วัตถุดิบหลัก | แคดเมียม, เทลลูเรียม |
| การแบ่งส่วนตลาด | โดยที่มา: เทลลูเรียม, แคดเมียม |
| ส่วนแบ่งการตลาดตามประเภทเป้าหมาย | เป้าหมายโลหะ: >58%; เป้าหมายโลหะผสม: ~42% |
| การใช้งานในเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์ | CdTe และ CIGS: 30% ของตลาดวัสดุเป้าหมาย |
| แนวโน้มการรับเลี้ยงบุตรบุญธรรม | เป้าหมายการใช้โลหะผสมเพิ่มขึ้น 31% ใน 2 ปี ผู้ผลิต 38% ชอบโลหะผสม |
| อุปสงค์ในภูมิภาค | เป้าหมายที่ใช้ทองแดงมีความต้องการเพิ่มขึ้น 35% ในเอเชียแปซิฟิก |
| ความท้าทายด้านการผลิต | ปัญหาการเคลือบผิวหน้า 30%; อัตราการปฏิเสธสูงขึ้น 28%; ความท้าทายในการบูรณาการ 22% |
| ผลกระทบต่อประสิทธิภาพ | ความแม่นยำในการสะสมอาจส่งผลต่อการแปลงพลังงานได้มากถึง 20% |
วัสดุเหล่านี้ช่วยสร้างชั้นที่สะสมแสงแดด การใช้ของเหลือจากการขุดช่วยโลกและประหยัดเงิน
เซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางผลิตพลังงานได้ดีขึ้นมาก วิธีใหม่ในการทำให้พวกมันทำงานได้ดีขึ้นประมาณ 13% ในห้องปฏิบัติการ เซลล์แสงอาทิตย์เหล่านี้มีประสิทธิภาพสูงสุดถึง 22.1% แผงส่วนใหญ่คุณสามารถซื้องานที่ 16-18% การเพิ่มโลหะผสม CdSeTe ช่วยแก้ไขปัญหาและช่วยให้เซลล์รวบรวมพลังงานได้มากขึ้น การออกแบบใหม่บางอย่าง เช่น perovskite-CdTe มีประสิทธิภาพเกิน 22% นักวิทยาศาสตร์และรัฐบาลต้องการได้รับ สูงกว่า 24% ภายในปี 2568 และ 26% ภายในปี 2573 การปรับปรุงเหล่านี้ช่วยให้แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางให้พลังงานมากขึ้นและต้นทุนน้อยลงสำหรับผู้คน
ปัจจุบันแผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางคิดเป็นประมาณ 5% ของตลาดพลังงานแสงอาทิตย์ทั่วโลก ผลิตขึ้นอย่างรวดเร็วและคืนพลังงานได้เร็ว จึงมีผู้คนจำนวนมากเลือกใช้พลังงานสะอาด
แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางของ CdTe ทำงานได้ดีในหลายจุด ประสิทธิภาพของพวกเขาดีขึ้นในช่วงหลายปีที่ผ่านมา แผงส่วนใหญ่ที่คุณสามารถซื้อได้ตอนนี้มีประสิทธิภาพประมาณ 19% ในห้องปฏิบัติการ เซลล์แสงอาทิตย์ CdTe ที่ดีที่สุดมีประสิทธิภาพเกือบ 24% ประสิทธิภาพสูงสุดที่เป็นไปได้คือประมาณ 28% ถึง 30% แผงฟิล์มบางของ CdTe ทำงานได้ดีในที่ร้อนและสลัว ทำให้เหมาะสำหรับโซลาร์ฟาร์มขนาดใหญ่ในพื้นที่อบอุ่นหรือมีเมฆมาก การศึกษาใหม่ช่วยให้ฟิล์มบางของ CdTe จับคู่ซิลิกอนหลายผลึกได้ ในบางวิธี นักวิทยาศาสตร์ยังคงทำงานเพื่อทำให้วัสดุและการออกแบบดียิ่งขึ้น
แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางของ CdTe มีราคาถูกกว่าแผงโซลาร์เซลล์ส่วนใหญ่ ราคาวัตต์ละประมาณ 0.46 เหรียญสหรัฐ แผงคริสตัลลีนซิลิคอนมีราคาตั้งแต่ 0.70 ถึง 1.50 เหรียญสหรัฐต่อวัตต์ ฟิล์มบางของ CdTe ใช้วัสดุน้อยกว่าเพราะชั้นดูดซับนั้นบางกว่า ทำให้ง่ายขึ้นและราคาถูกกว่า พวกเขายังใช้ พลังงาน ในการสร้าง น้อยลง แผงโซลาร์เซลล์ CdTe ช่วยนำพลังงานที่ใช้ในการผลิตกลับคืนมา น้อยกว่าหนึ่ง ปี ซึ่งหมายความว่าจะให้พลังงานมากกว่าที่ใช้ในการสร้างภายในเวลาไม่ถึงสิบสองเดือน เซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางของ CdTe เป็นตัวเลือกที่ชาญฉลาดสำหรับพลังงานสีเขียว เนื่องจากใช้พลังงานน้อยกว่าและสร้างมลภาวะน้อยกว่า
ตารางด้านล่างแสดงให้เห็นว่าแผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางที่มีฟิล์มบาง CdTe เปรียบเทียบกับแผงคริสตัลลีนซิลิคอนอย่างไร:
| Metric | Crystalline Silicon (c-Si) | CdTe แบบฟิล์มบาง |
|---|---|---|
| ประสิทธิภาพ | 20% - 25% | ~19% |
| ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิ | -0.387%/°C ถึง -0.446%/°C | -0.172%/องศาเซลเซียส |
| ราคาต่อวัตต์ | $0.70 - $1.50 | $0.20 - $0.46 |
| ความหนา | ~180 ไมโครเมตร | 1 - 6 ไมโครเมตร |
| พื้นที่ที่ต้องการต่อกิโลวัตต์ | มาตรฐาน | พื้นที่เพิ่มขึ้นสูงสุด 31% |
เซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางที่มีฟิล์มบาง CdTe จะสูญเสียพลังงานน้อยลงเมื่อได้รับความร้อน พวกเขายังทำงานได้ดีขึ้นในสถานที่ที่เต็มไปด้วยฝุ่นหรือสกปรก พวกเขา สูญเสียพลังงานน้อย กว่าแผงซิลิกอนในจุดเหล่านี้ แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางนั้นบางกว่าและสามารถโค้งงอได้ จึงสามารถนำมาใช้ในรูปแบบใหม่ได้ ประสิทธิภาพที่ดี ราคาต่ำ และประสิทธิภาพที่แข็งแกร่งในสภาพอากาศที่ยากลำบาก ทำให้พวกมันเป็นตัวเลือกอันดับต้นๆ สำหรับโครงการพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่
ระบบกระเบื้องหลังคาพลังงานแสงอาทิตย์แคดเมียมเทลลูไรด์ (CdTe) ฟิล์มบางหลังคากระจกแสงอาทิตย์
เซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางของ CdTe มีข้อดีหลายประการ ทำงานได้ดีในที่มีแสงจ้าและสลัว เซลล์ CdTe ที่ยืดหยุ่นบางเซลล์สามารถเข้าถึงได้ ประสิทธิภาพ 12.6% บน พลาสติก เซลล์ CdTe ขนาดเล็กและแข็งสามารถเข้าถึงได้ ประสิทธิภาพ 23.1 % แผง CdTe เชิงพาณิชย์มีประสิทธิภาพถึง 19.9% แผง CdTe ส่วนใหญ่มีอายุการใช้งานนานกว่า 25 ปี ทำให้เป็นทางเลือกที่ดีสำหรับการใช้พลังงานในระยะยาว
การออกแบบฟิล์มบางใช้วัสดุและพลังงานในการผลิตน้อยลง ต้องการพลังงานเพียงประมาณ 35% ของพลังงานที่แผงซิลิคอนใช้ แผง CdTe จ่ายพลังงานคืนเร็วกว่าแผงซิลิคอนประมาณสี่เดือน โรงงานสามารถผลิตแผงเหล่านี้ได้อย่างรวดเร็ว บางบริษัทผลิตไฟฟ้าได้มากกว่า 9 GW ในแต่ละปี เทคโนโลยี CdTe ยังช่วยให้แผงมีน้ำหนักเบาและโค้งงอได้ สิ่งเหล่านี้ดีสำหรับอาคารและพลังงานแบบพกพา มูลค่า
เซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบาง CdTe ทำงานได้ดีในความร้อนหรือเมฆ ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิต่ำทำให้สูญเสียพลังงานน้อยลงในวันที่อากาศร้อน
| ผลประโยชน์ | /คำอธิบาย |
|---|---|
| ประสิทธิภาพของเซลล์สูงสุด | 23.1% |
| อายุการใช้งานของโมดูล | >25 ปี |
| เวลาคืนทุนพลังงาน | น้อยกว่าซิลิคอน PV 4 เดือน |
| ประสิทธิภาพของเซลล์ที่ยืดหยุ่น | สูงถึง 12.6% บนพื้นผิวโพลีเมอร์ |
| การใช้พลังงานในการผลิต | ประมาณ 35% ของโมดูลซิลิคอน |
เซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางของ CdTe มีปัญหาบางประการ แคดเมียมเป็นพิษ ผู้คนจึงกังวลเรื่องความปลอดภัย แต่ผลการศึกษาพบว่าการใช้งานตามปกติมีความปลอดภัยมาก คนงานในโรงงานไม่ได้รับแคดเมียมมาก นัก ความเสี่ยงส่วนใหญ่มาจากสิ่งที่พบได้ยาก เช่น ไฟไหม้หรือพายุใหญ่ ถึงอย่างนั้นแคดเมียมก็ออกมาน้อยมาก
ปัญหาทางเทคนิคบางอย่างอาจทำให้เซลล์ทำงานได้ดีเพียงใด Lattice ไม่ตรงกันและการออกแบบสนามพื้นผิวด้านหลังที่ไม่ดีอาจส่งผลเสียต่อประสิทธิภาพ ปัญหาเหล่านี้ยังทำให้เซลล์สลายเร็วขึ้นอีกด้วย โมเดลคอมพิวเตอร์ไม่ตรงกับผลลัพธ์ในโลกแห่งความเป็นจริงเสมอไป เซลล์ CdTe แบบยืดหยุ่นมีประสิทธิภาพน้อยกว่าเซลล์แบบแข็งเล็กน้อย แต่พวกเขาให้วิธีการใช้งานมากขึ้น
ยุโรปและสหรัฐอเมริกามีกฎเกณฑ์สำหรับการจัดการและการรีไซเคิลอย่าง ปลอดภัย ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงด้านสุขภาพและสิ่งแวดล้อม
แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางของ CdTe ดีต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่าพลังงานแสงอาทิตย์ประเภทอื่นๆ ทำให้ใช้พลังงานน้อยลง การรีไซเคิลแผง CdTe ยังใช้พลังงานน้อยกว่าการรีไซเคิลแผงซิลิคอน การรีไซเคิลช่วยลดความเสี่ยงที่แคดเมียมจะหลุดออกมาเมื่อหมดอายุการใช้งานของแผง สหรัฐอเมริกาและยุโรปมีโครงการที่ช่วยในการรีไซเคิลอย่างปลอดภัย
การศึกษาแสดงให้เห็นว่าแผง CdTe ปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อมในการใช้งานปกติ แม้จะเกิดเพลิงไหม้บนหลังคา แคดเมียมเพียงประมาณ 0.05% เท่านั้นที่ปล่อยออก มา แต่หากแผงไม่ถูกรีไซเคิลอย่างถูกต้อง แคดเมียมมากถึง 62% อาจรั่วไหลได้ หลังจากได้รับน้ำเป็นเวลานาน นี่แสดงให้เห็นว่าเหตุใดจึงจำเป็นต้องมีโครงการรีไซเคิลที่แข็งแกร่งเนื่องจากแผงจำนวนมากเริ่มเก่า การรีไซเคิลมีประโยชน์ต่อโลกมากกว่าการทิ้งแผงทิ้ง อีกทั้งยังช่วยให้เรานำวัสดุสำคัญกลับมาใช้ซ้ำได้
การศึกษาวงจรชีวิตแสดงให้เห็นว่าเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางของ CdTe ทำงานได้ดีและดีต่อสิ่งแวดล้อม ทำให้เป็นทางเลือกที่ชาญฉลาดและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมสำหรับพลังงานแสงอาทิตย์
แหล่งที่มาของภาพ: ไม่สแปลช
แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางมีความสำคัญสำหรับโครงการพลังงานขนาดใหญ่ โซลาร์ฟาร์มขนาดใหญ่หลายแห่งใช้แผงโซลาร์เซลล์แคดเมียมเทลลูไรด์ แผงเหล่านี้มีประสิทธิภาพและต้นทุนการผลิตน้อยกว่า ทำงานได้ดีในระบบที่ติดตั้งภาคพื้นดิน ซึ่งจะช่วยให้มีพลังงานมาก แผงแข็งมีความแข็งแรงและใช้งานได้นานแม้ในสภาพอากาศเลวร้าย อาคารพาณิชย์หลายแห่งติดแผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางบนหลังคา ช่วยประหยัดพื้นที่และลดค่าไฟ บริษัทต่างๆ เลือกแผงเหล่านี้ให้เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้นและรับรางวัลจากรัฐบาล แนวคิดใหม่ๆ เช่น โมดูลสองหน้าและระบบติดตาม ช่วยให้รับแสงอาทิตย์ได้มากขึ้น ซึ่งหมายความว่าพวกมันสามารถสร้างพลังงานได้มากขึ้น ตลาดแผงเหล่านี้เติบโตอย่างรวดเร็ว ในปี 2566 มีการสร้างอาคารพาณิชย์ 57% ของการติดตั้งใหม่ทั้งหมด ข้อมูล
| เมตริก/มุมมอง | /ข้อมูลเชิงลึก |
|---|---|
| ส่วนแบ่งภาคการค้า (2566) | 57% (ส่วนแบ่งการติดตั้งที่ใหญ่ที่สุด) |
| การเติบโตของตลาด (พ.ศ. 2566-2575) | $4B ถึง $12B, CAGR 12.5% |
| การยอมรับในระดับภูมิภาค | แข็งแกร่งในเอเชียแปซิฟิก อเมริกาเหนือ ยุโรป |
แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางกำลังเปลี่ยนแปลงวิธีที่อาคารใช้พลังงาน ระบบห้องซันรูม Terli BIPV แสดงให้เห็นว่าแผงเหล่านี้เข้ากับอาคารสมัยใหม่ได้อย่างไร ระบบนี้สามารถเปลี่ยนปริมาณแสงที่เข้ามาได้ โดยยังคงให้พลังงานโดยให้แสงในปริมาณที่เหมาะสม ผู้สร้างสามารถเลือกสี ขนาด และรูปร่างให้เข้ากับอาคารใดก็ได้ ห้องอาบแดดเป็นฉนวน จึงทำให้อาคารอบอุ่นหรือเย็น ซึ่งช่วยลดค่าใช้จ่ายในการทำความร้อนและความเย็น แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางในโครงการ BIPV เปลี่ยนผนัง หลังคา และหน้าต่างให้เป็นผู้ผลิตพลังงาน ช่วยประหยัดพื้นที่และเพิ่มมูลค่าให้กับบ้านและสำนักงาน
ระบบ BIPV ช่วยให้เมืองและบริษัทต่างๆ ใช้พลังงานสะอาด พวกเขายังทำให้อาคารดูดีและทำงานได้ดีอีกด้วย
อนาคตของแผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางดูดี ผู้เชี่ยวชาญคิดว่าตลาดจะเติบโตจาก 6.09 พันล้านดอลลาร์ในปี 2566 เป็น 30 พันล้านดอลลาร์ภายในปี 2575 การวิจัยใหม่ช่วยให้แผงเหล่านี้ดีขึ้นและยืดหยุ่นมากขึ้น แผงที่ใหญ่ขึ้นจะช่วยลดต้นทุนสำหรับโครงการขนาดใหญ่ แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางที่ยืดหยุ่นได้อาจให้พลังงานแก่รถยนต์ไฟฟ้า สถานีอวกาศ และอุปกรณ์พกพาได้ในเร็วๆ นี้ รัฐบาลและบริษัทต่างๆ กำลังใช้จ่ายเงินกับโรงงานใหม่และการวิจัย ซึ่งจะช่วยให้ตลาดเติบโตมากยิ่งขึ้น แผนภูมิด้านล่างแสดงให้เห็นว่าตลาดจะขยายใหญ่ขึ้นเมื่อเวลาผ่านไปได้อย่างไร
แผงโซลาร์เซลล์แบบฟิล์มบางจะช่วยให้โลกใช้พลังงานแสงอาทิตย์ที่สะอาดมากขึ้นต่อไป
เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์แคดเมียมเทลลูไรด์มีความพิเศษเนื่องจากผลิตได้เร็ว ทำงานได้ดี และดีต่อสิ่งแวดล้อม โรงงานสามารถทำแผงแต่ละแผงได้ น้อยกว่า 4.5 ชั่วโมง แผง CdTe สร้าง CO₂ น้อยกว่าแผงซิลิคอนมาก นอกจากนี้ยังสามารถนำกลับมารีไซเคิลได้มากกว่า 90% อีกด้วย ตารางด้านล่างแสดงข้อเท็จจริงที่สำคัญเกี่ยวกับการเติบโตและอนาคตของ CdTe:
| เมตริก | ข้อมูล |
|---|---|
| ส่วนแบ่งการตลาดของสหรัฐฯ | 21% |
| ส่วนแบ่งการตลาดทั่วโลก | 4% |
| เป้าหมายด้านประสิทธิภาพ (พ.ศ. 2568) | 24% |
| ทุนวิจัย | 20 ล้านดอลลาร์ |
นักวิทยาศาสตร์กำลังทำงานเพื่อทำให้ CdTe ดียิ่งขึ้นสำหรับพลังงานสะอาด
แผง CdTe ใช้ชั้นบางๆ เพื่อจับแสงแดด แผงซิลิกอนใช้ชิ้นซิลิกอนหนา แผง CdTe ต้องการวัสดุน้อยลงและพลังงานในการผลิตน้อยลง และยังทำงานได้ดีขึ้นเมื่ออยู่ข้างนอกร้อนหรือมีเมฆมาก
แผงโซลาร์เซลล์ CdTe ปลอดภัยเมื่อใช้งานตามปกติ แคดเมียมยังคงปิดผนึกอยู่ภายในแผง แผงเก่าสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ผ่านโปรแกรมพิเศษ ผลการศึกษาพบว่าแทบไม่มีแคดเมียมหลุดออกมา แม้แต่ในอุบัติเหตุที่เกิดขึ้นไม่บ่อยนักก็ตาม
แผงโซลาร์เซลล์ CdTe ส่วนใหญ่มีอายุการใช้งานมากกว่า 25 ปี พวกเขาทำงานได้ดีและสูญเสียพลังงานเพียงเล็กน้อยเมื่อเวลาผ่านไป หลายบริษัทให้การรับประกันที่ยาวนานสำหรับแผงเหล่านี้
แผงโซลาร์เซลล์ CdTe ทำงานได้ดีในสภาพอากาศหลายประเภท โดยยังคงประสิทธิภาพในวันที่มีแสงน้อยและอากาศหนาวเย็น จึงเป็นทางเลือกที่ดีสำหรับสถานที่ที่มีแสงแดดน้อย
