Görüntüleme: 0 Yazar: Site Editörü Yayınlanma Tarihi: 2025-07-24 Kaynak: Alan
Kadmiyum tellür güneş pilleri, ince film güneş pilleri arasında en iyi seçimdir. Özel iyi ve kötü noktaları var. Bu hücreler ana malzeme olarak kadmiyum tellürür kullanır. Bu malzeme güneş ışığını iyi emer. Aynı zamanda hücrelerin daha ucuza üretilmesine de yardımcı olur. Kadmiyum tellür dünya güneş enerjisi pazarının yalnızca %5'ini oluşturur. Ancak ABD büyük güneş enerjisi projeleri için çok önemlidir.
| Teknoloji | Pazar Payı'ndaki |
|---|---|
| Monokristal Silikon | ~%60 |
| Polikristalin Silikon | ~%30 |
| CdTe İnce Film | ~%5 |
| CIGS İnce Film | ~%2 |
Terli'nin hikayesi, kadmiyum tellür güneş pillerinin gerçek hayattaki faydalarını ve ne kadar iyi çalıştığını gösteriyor.
Kadmiyum tellür güneş pillerinin yapımı daha ucuzdur. Silikon panellere göre daha az malzeme kullanırlar. Bu onları büyük güneş enerjisi projeleri için iyi kılar. Bu güneş pilleri düşük ışıkta iyi çalışır. Sıcakken de iyi çalışırlar. Silikon paneller iyi güç üretmediğinde bile iyi güç üretmeye devam ediyorlar. CdTe paneller silikon panellerden daha hafiftir. Ayrıca esnek olabilirler. Bu, insanların bunları kavisli veya tuhaf yüzeylere yerleştirmesine olanak tanır. İnsanlar bunları teknelerde ve eski çatılarda kullanabilirler. CdTe panellerinde bazı sorunlar var. Dünyada çok fazla tellür yok. Kadmiyum zehirli ve tehlikeli olabilir. CdTe paneller silikon paneller kadar uzun ömürlü değildir. Terli gibi bilim insanları ve şirketler bu sorunları çözmek için çalışıyor. CdTe güneş pillerinin daha güvenli olmasını istiyorlar. Ayrıca daha iyi çalışmalarını ve çevre için daha iyi olmalarını istiyorlar.
Kadmiyum tellür güneş pilleri özel bir yapıya sahiptir. Bu onları diğer güneş pillerinden farklı kılıyor. Üst üste istiflenmiş ince katmanlar kullanırlar. Ana kısmı kadmiyum tellürdür. Doğrudan bant aralığı yaklaşık 1,5 eV olan bir yarı iletkendir. Bu, kendisine çarpan güneş ışığının çoğunu emmesine yardımcı olur. Hücreler ince bir katmanla bile iyi çalışır.
Normal bir kadmiyum tellür güneş pilinin birkaç katmanı vardır:
| Malzemenin Rolü | CdTe Güneş Pilinde | Performansa Katkı |
|---|---|---|
| p tipi CdTe | Emici katman | Güneş spektrumunun çoğunu absorbe etmek için ideal olan doğrudan bant aralığı; Yüksek emme katsayısı malzeme kullanımını ve maliyetini azaltır. |
| n-tipi CdS | Pencere ve arabellek katmanı | Geniş bant aralığı güneş ışığına karşı şeffaflık sağlar; elektron taşınmasına yardımcı olur. |
| Flor katkılı kalay oksit (FTO) | Şeffaf iletken oksit (TCO) ön teması | Akımı verimli bir şekilde toplarken fotonların hücreye girmesini sağlar. |
| İçsel kalay oksit (i-SnO2) | Yüksek dirençli şeffaf katman | Eşitsizlik etkilerini sınırlayarak verimliliği artırır. |
| Bakır oksit (Cu2O) | Arka yüzey alanı (BSF) katmanı | Arka temasta taşıyıcıları iten bir bariyer görevi görerek rekombinasyon kayıplarını azaltır ve verimliliği artırır. |
Bu tasarım, kadmiyum tellür güneş pillerinin daha az malzemeyle iyi çalışmasını sağlar. Kadmiyum tellür kullanmak hücrelerin bol miktarda güneş ışığı almasına yardımcı olur. Bu ince film güneş pilleri için önemlidir.
Kadmiyum tellür güneş pilleri silikon güneş panelleriyle aynı değildir. En büyük fark ne kadar kalın ve esnek olduklarıdır. Kadmiyum tellür hücreleri yalnızca 1 ila 6 mikrometre kalınlığında ince bir film kullanır. Silikon paneller, yaklaşık 180 mikrometrelik çok daha kalın bir levha kullanır.
| Özellik | Kadmiyum Tellür (CdTe) Güneş Pilleri | Geleneksel Silikon Güneş Panelleri |
|---|---|---|
| Emici Katman Kalınlığı | İnce film, yaklaşık 1-6 µm | Kalın kristalli silikon levha, yaklaşık 180 µm |
| Emici Malzeme | Kadmiyum Tellür (CdTe) | Kristalin Silikon (monokristalin veya polikristalin) |
| Pencere/Arabellek Katmanı | Kadmiyum Sülfür (CdS), n-tipi katman | Geçerli değil veya farklı malzemeler |
| Ön Temas Katmanı | Şeffaf İletken Oksit (TCO) | Ön yüzeyde görünen metal ızgara çizgileri |
| Arka İletişim Katmanı | Mevcuttur, elektronları toplar ve elektrik kontağı sağlar | Sunmak |
| Yüzey | Esnek panellere olanak tanıyan cam veya esnek malzemeler | Çerçeveli sert cam alt tabaka |
| Dış görünüş | Görünür metal ızgaraları olmayan, düzgün, sürekli ince film | Görünür metal ızgara çizgilerine sahip parçalı hücreler |
| Esneklik | Esnek ince filmler halinde üretilebilir | Sert paneller |
Kadmiyum tellür güneş pilleri pürüzsüz ve eşit görünür. Esnek malzemeler üzerinde yapılabilirler. Bu, kavisli veya hafif yüzeylerde çalıştıkları anlamına gelir. Silikon paneller serttir ve metal çizgiler gösterir. Her iki tip de güneş ışığını elektriğe dönüştürmek için bir yarı iletken kullanır. Ancak bunların yapılma şekli, kadmiyum tellürit güneş pillerine bazı yerlerde bazı özel faydalar sağlıyor.
Kadmiyum tellür güneş pillerinin yapımı daha ucuzdur. Diğer güneş pilleri kadar silikona ihtiyaç duymazlar. Bu, malzemelerden tasarruf sağlar. İnce film panellerde silikon yerine farklı malzemeler kullanılır. Bu onların üretimini daha kolay ve daha az maliyetli hale getirir. Monokristalin silikon paneller daha fazla silikon kullandıkları ve daha sert adımlara sahip oldukları için en yüksek maliyetlidir. Polikristalin silikon paneller biraz daha ucuzdur ancak yine de ince film panellere göre daha fazla silikon kullanır. Kadmiyum tellür modülleri kadmiyum içerdiğinden işçilerin dikkatli olması gerekir. Ancak bu hücrelerin yapımı hala daha ucuz çünkü daha az malzeme kullanıyorlar ve yapımı daha kolay.
CdTe ince film güneş pilleri daha az silikon kullanır, dolayısıyla maliyeti daha düşüktür.
Bu hücreleri yapmak silikon panel yapmaktan daha kolaydır.
Düşük maliyetler, kadmiyum tellür güneş modüllerini büyük projeler için iyi hale getirir.
Kadmiyum tellür güneş pilleri çevre açısından silikon panellerden daha iyidir. Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı, bu panellerin watt başına daha düşük karbon maliyetine sahip olduğunu söylüyor. Üretim için daha az enerji ve malzeme kullanırlar. ABD Enerji Bakanlığı, kadmiyum tellür modülü yapmanın silikon modülden çok daha az karbondioksit ürettiğini söylüyor. Bu panellerdeki malzemelerin %90'ından fazlası geri dönüştürülebilir. Bu gezegene daha da fazla yardımcı olur. Bu panellerin yapılma şekli aynı zamanda daha az hava kirliliği ve daha az enerji kullanımı anlamına da geliyor. Bunlar kadmiyum tellürit güneş pillerini temiz enerji için akıllı bir seçim haline getiriyor.
Not: Kadmiyum tellür güneş pilleri küresel ısınmayı, asit yağmurunu ve ozon sorunlarını azaltarak çevreye yardımcı olur. Zor durumlarda bile kadmiyum sızıntısı olasılığı çok düşüktür.
Kadmiyum tellür güneş pilleri dışarıda iyi çalışır. Araştırmalar, az ışık olduğunda silikon hücrelerden daha fazla enerji ürettiklerini gösteriyor. Özel bant aralıkları ve spektral tepkileri sabah, akşam ve bulutlu günlerde iyi çalışmalarına yardımcı olur. Sıcak yerlerde kadmiyum tellür hücreleri silikon hücrelere göre daha iyi çalışmaya devam ediyor. Silikon hücreler ısındığında gücünü kaybeder. Yeni oksit katmanları, bu hücrelerin sıcakken bile yüksek voltaj ve gücü korumasına yardımcı oluyor. Çok fazla ışık olmadığında kadmiyum tellür hücreleri normal güçlerinin yaklaşık %70-80'ini korur. Ayrıca güçlü bir açık devre voltajı sağlarlar. Bu onları değişen hava koşulları veya daha az güneş ışığı alan yerler için iyi kılar.
İnce film teknolojisi, kadmiyum tellür güneş panellerini normal silikon panellerden daha hafif ve daha bükülebilir hale getirir. Bazı cam/cam paneller daha ağırdır ancak ince film panellerin hala özel kullanımları vardır. Tekneler, karavanlar ve taşınabilir ekipmanlar gibi kavisli veya tuhaf şekilli yüzeylere binebilirler. Hafif olmaları, çatılara fazla baskı uygulamamaları anlamına gelir. Bu eski binalar için iyidir. Ayrıca yerleştirilmesi ve taşınması daha kolaydır.
| Modül Tipi | Ağırlık Özelliği | Esneklik Özelliği |
|---|---|---|
| Geleneksel c-Si (cam) | 250W panel için yaklaşık 20 kg (3,2 mm cam) | Cam nedeniyle sert; ağırdır ve kavisli veya zorlu yüzeyler için iyi değildir |
| Esnek c-Si (polimer) | 2,0–2,5 kg/m² (%80'e kadar daha hafif) | Bükülebilir; kavisli çatılar, çadırlar ve tuhaf şekiller için yapılmış; kurulumu kolay |
| CdTe İnce Film (cam/cam) | Panel başına daha ağır (470 W için yaklaşık 76,9 lbs) | Cam nedeniyle sert; polimer bazlı esnek c-Si paneller kadar esnek değil |
Hafif kadmiyum tellür güneş panelleri çatılara ağırlık vermez.
Esnek şekilleri kavisli veya tuhaf yüzeylere sığmalarını sağlar.
Kurulumu ve taşınması kolaydır, bu nedenle taşınabilir ve acil kullanım için mükemmeldirler.
Kadmiyum Tellür (CdTe) Güneş Enerjili Kiremit Sistemi İnce Film Güneş Camlı Çatı
Büyük projelerde kadmiyum tellür güneş panelleri kullanılıyor. Kaliforniya'daki Topaz Güneş Enerjisi Çiftliği en büyüğüdür. 550 MW güce ve 9 milyon panele sahip. Bu da teknolojinin büyük işler için iyi çalıştığını gösteriyor. Terli gibi şirketler daha fazla insanın kadmiyum tellür güneş pilleri kullanmasına yardımcı oluyor. Terli, BIPV perde duvarları, güneş camı duvarları, çatı kiremitleri ve gölge örtüleri gibi birçok güneş camı ürünü üretmektedir. Bu ürünler güneş panellerinin binalara yerleştirilmesine ve kadmiyum tellürürün daha fazla yere taşınmasına yardımcı oluyor. Terli, panellerini verimli, uygun maliyetli ve kullanımı kolay hale getirmek için çalışıyor. Bu, daha fazla yeşil binanın ve büyük enerji projelerinin kadmiyum tellür güneş panelleri kullanmasına yardımcı olur.
Kadmiyum tellür güneş pilleri %30'un üzerinde verimli olabilir. Bunun nedeni malzemenin güneş ışığını çok iyi absorbe etmesidir. Bilim insanları laboratuvarlarda %22'den daha verimli hücreler ürettiler. Ancak satın alabileceğiniz çoğu güneş paneli yalnızca yaklaşık %18,6'ya ulaşır. Mümkün olanla gerçek hayatta olup bitenler arasında hala büyük bir fark var. Bazı şeyler bu hücrelerin daha iyi çalışmasını engeller. Sorunlardan biri, bakır katkısının kaç tane delik olduğunu sınırlamasıdır. Bu, açık devre voltajını 1 voltun altında tutar. İyi arka bağlantılar kurmak da zordur. Bilim insanları elektronların katmanlarda nasıl hareket ettiğini tam olarak anlamıyorlar. Bu sorunlar kadmiyum tellür güneş pillerinin en iyi performansa ulaşmasını engelliyor.
Tellür yerkabuğunda çok nadir bulunur. Yaklaşık milyarda bir oranında bulunur. Tellürün çoğu bakır madenciliğinden yan ürün olarak gelir. Bu, yalnızca daha fazla bakır çıkarırsak daha fazla tellür elde edebileceğimiz anlamına gelir. Dünya her yıl yaklaşık 500 metrik ton tellür üretiyor. Ancak güneş enerjisi sektörünün yakın zamanda 1.200 metrik tondan fazlasına ihtiyacı olabilir. Çin, dünyadaki tellürün yarısından fazlasını rafine ediyor. Bu durum arz ve siyasette sorunlara yol açabilir. Geri dönüşüm eski panellerden tellürün %95'e kadarını geri kazanabilir. Ancak geri dönüşüm tek başına gelecekteki ihtiyaçlar için yeterli olmayacaktır. Madencilik, rafine etme ve geri dönüşüme yatırım yapmamız gerekiyor. Kurallar ve sektör planları, arzın istikrarlı kalmasına ve maliyetlerin düşürülmesine yardımcı olabilir.
Not: Kadmiyum tellür güneş panellerinin çoğunda yeterli tellür yoktur.
Kadmiyum çok zehirlidir. Çevre Koruma Ajansı'nın sudaki kadmiyum için katı kuralları vardır. Kadmiyum tellür, solunması veya yutulması halinde hücrelere zarar verebilir ve akciğer sorunlarına neden olabilir. Bu güneş panelleri normal kullanım sırasında çevreyi kirletmez. Ancak kırılırsa ya da yanlış atılırsa toksin salgılayabilirler. Depolama alanlarındaki eski paneller bazen, özellikle de belirli koşullarda, çok fazla kadmiyum sızdırabilir. AB gibi bazı yerlerde panellerin geri dönüştürülmesine ve kirliliğin durdurulmasına yönelik kurallar vardır. Ancak birçok ülkenin güçlü kuralları yoktur. İnsanlar kadmiyum tellür güneş pillerinin güvenliği ve kirliliği konusunda endişeleniyorlar.
| Görünüş | Ayrıntıları |
|---|---|
| Toksisite | Kadmiyum çok zehirlidir; EPA'nın su konusunda katı kuralları vardır; CdTe hücrelere zarar verebilir |
| Süzme Potansiyeli | Bazı depolama testleri çok fazla kadmiyum gösteriyor |
| Düzenleyici Tedbirler | AB'nin panellerin geri dönüşümüne ilişkin kuralları vardır; birçok yer yok |
| Çevresel Etki | Kötü imha kadmiyum ve tellürün açığa çıkmasına neden olabilir; güvenli geri dönüşüme ihtiyaç var |
Kadmiyum tellür güneş panellerinin ömrü yaklaşık 20 ila 25 yıl arasındadır. Bu, 25 ila 30 yıl ömrü olan silikon panellerden biraz daha kısadır. Bazı sorunlar bu panellerin daha hızlı yıpranmasına neden olabilir. Malzemeler sıcak veya soğukken farklı şekilde esneyebilmektedir. Bu çatlaklara veya soyulmaya neden olabilir. Esnek paneller çok fazla bükülürse çatlayabilir. Sıcak, soğuk hava ve güneş ışığı zamanla panellere zarar verebilir. Paneller yaşlandıkça daha fazla kusur ve sorun ortaya çıkar. Bakır metal parçalardan hareket edebilir ve panellerin daha kötü çalışmasına neden olabilir. Bu sorunlar, büyük güneş enerjisi projeleri için dayanıklılığı önemli kılmaktadır.
Kadmiyum tellür güneş panelleri silikon paneller kadar yaygın değildir. Dünya güneş enerjisi pazarının yaklaşık %5'ini oluşturuyorlar. Bu panelleri yalnızca birkaç şirket yapıyor. First Solar en büyüğüdür. Bu küçük tedarik, büyük işler için yeterli panelin alınmasını zorlaştırabilir. Geri dönüşüm programları, eski panellerdeki tellür ve kadmiyumun çoğunu geri kazanabilir. Ancak geri dönüşüm hâlâ daha iyiye gidiyor ve her yer eski güneş panellerini güvenli bir şekilde kullanamıyor. İnsanlar güvenlik ve geri dönüşüm sorunları konusunda endişeleniyorlar. Geri dönüşümü daha iyi ve daha kolay hale getirmek, kadmiyum tellür güneş panellerinin daha güvenli ve daha popüler olmasına yardımcı olacaktır.
Bilim insanları kadmiyum tellürit güneş pillerini daha iyi hale getirmek için çalışıyor. Colorado Eyalet Üniversitesi ve Bombay Teknoloji Enstitüsü'ndeki ekipler yeni bir güneş pili yaptı. Bu hücrede perovskit ve kadmiyum tellür katmanları bir arada bulunur. %24,2 gibi rekor bir verimliliğe ulaştı. Bilim insanları bunu daha da yükseğe, belki %27 veya daha fazlaya çıkarmak istiyor. Ayrıca alaşımlı CdSexTe1-x emiciler gibi yeni şeyler de deniyorlar. Bakırdan arsenik dopingine geçiyorlar. Bu değişiklikler yük taşıyıcılarının daha uzun süre dayanmasına ve modüllerin daha güçlü olmasına yardımcı olur. Laboratuvar hücreleri artık %22'nin üzerinde verime sahip. Ticari modüller %18,6'ya kadar çıkabilmektedir. En büyük zorluk, bu iyileştirmelerin birçok panelde işe yaramasını sağlamaktır.
Bilim adamları daha az tellür kullanmak ancak iyi performansı korumak istiyor. Daha az malzemeye ihtiyaç duyan ultra ince CdTe güneş pilleri tasarlıyorlar. Bu hücreler hala iyi çalışıyor. Ayrıca filmi iyileştirmek ve daha az tellür kullanmak için kadmiyum çinko tellür alaşımları da yapıyorlar. Bilim adamları madencilikten tellür elde etmenin daha iyi yollarını arıyor. Yeni doping yöntemlerini de deniyorlar. Bazı gruplar daha fazla enerji elde etmek için CdSeTe alaşımlarını ve daha iyi arka kontakları kullanıyor. Bu adımlar tedarik zincirinin daha güvenli ve üretimin daha istikrarlı olmasına yardımcı olur.
Güneş enerjisi endüstrisi panelleri gezegen için daha güvenli ve daha iyi hale getiriyor. Yeni lehimlemede zehirli maddeler yerine kalay-bizmut kullanılıyor. Cam-cam panellerin polimer arka tabakalara ihtiyacı yoktur. Bu onları daha güçlü ve daha güvenli kılar. Japon mühendisler üretim sırasında toksik kadmiyum katmanlarını ortadan kaldırmanın bir yolunu buldular. Endüstri kuralları ve geri dönüşüm programları iyileşiyor. Bu, fabrikaları işçiler için daha temiz ve daha güvenli hale getirir. Çalışmalar bu değişikliklerin küresel ısınmayı azalttığını ve yardım panellerinin daha uzun süre dayandığını gösteriyor. Bu çevre için iyidir.
Terli, yeşil kadmiyum tellür güneş enerjisi teknolojisinde liderdir. Şirket, malzemeden ve paradan tasarruf etmek için ince CdTe emiciler kullanıyor. Terli, voltajı ve verimliliği artırmak için arkaya bir tellür katmanı ekler. Çift katmanlı CdSeTe/Te hücreleri daha fazla akım sağlar. MgZnO tampon katmanı daha fazla ışığın içeri girmesini sağlar ve elektronların hareket etmesine yardımcı olur. Terli, madencilik artıklarından kadmiyum ve tellür elde ediyor. Bu, israfı azaltır ve çevreye yardımcı olur. İnce film prosesleri daha az enerji ve daha az malzeme kullanıyor. Bu, güneş enerjisi için daha temiz bir geleceği desteklemektedir.
Kadmiyum tellür güneş pillerinin bazı büyük avantajları vardır. İyi yapmak ve çalışmak daha az maliyetlidir. Tasarımları ayrıca bükülebilir veya esneyebilir. Ancak bazı sorunlar da var. Yeterli malzemeyi bulmak zor. Kadmiyum çok zararlı olabilir. İnsanlar birkaç şeyi düşünmeli:
Panellerin maliyeti ve güneş ışığını ne kadar iyi güce dönüştürdüğü
Çevreye ilişkin kurallar ve güvenli bir şekilde geri dönüşümün nasıl yapılacağı
Pazar nasıl büyüyor ve silikon paneller nasıl rekabet ediyor?
Yeni fikirler ve araştırmalar şu anda gerçekleşiyor
Terli gibi şirketler daha iyi ve daha güvenli CdTe güneş pilleri üretmeye devam ediyor. Bu gerçekleri kullanmak insanların en iyi güneş panellerini seçmelerine yardımcı olabilir.
CdTe güneş pilleri güneş ışığını yakalamak için ince bir film kullanır. Silikon panellerde kalın silikon parçalar kullanılır. CdTe panelleri daha hafiftir ve bazen esnektir. Silikon paneller ağır ve serttir.
CdTe paneller doğru şekilde kullanıldığında güvenlidir. Zehirli parçalar panelin içinde kapalı kalır. İyi geri dönüşüm ve dikkatli kullanım, doğaya verilen zararı durdurur. Güvenlik kuralları panellerin güvenli bir şekilde yapılmasına ve atılmasına yardımcı olur.
Çoğu CdTe güneş paneli 20 ila 25 yıl boyunca çalışır. Ne kadar süre dayanacakları hava durumuna ve bakıma bağlıdır. Bunları sık sık kontrol etmek, daha uzun süre dayanmalarına yardımcı olur.
Evet, geri dönüşüm kadmiyum ve tellürün çoğunu geri kazanabilir. Geri dönüşüm süreci gelişmeye devam ediyor. Geri dönüşüm atıkları azaltır ve gezegene yardımcı olur.
CdTe güneş pilleri dışarısı sıcak olduğunda iyi çalışır. Isıda silikon panellere göre daha az güç kaybederler. Bu onları güneşli ve sıcak yerler için iyi kılar.
