Põhiline tehnoloogia

Kaadmiumtelluuri päikesepatareide fotoelektriline seade

Kaadmiumtelluuri päikesepatareide fotoelektriline seade
Kaadmiumtelluuri päikesepatareide fotoelektriline seade
Anonim

Kaadmiumi telluriidi päikesepatarei, mida nimetatakse ka fotoelemendiks kaadmiumi telluriidi või õhukese kaadmiumi telluriidi kileks, fotogalvaaniline seade, mis toodab valgust elektrit õhukese kaadmiumtelluriidi (CdTe) kile abil. CdTe päikesepatareid erinevad kristallilisest räni fotogalvaanilistest tehnoloogiatest selle poolest, et neelduva valguse energia muundamiseks elektronideks kasutavad nad väiksemat kogust pooljuhte - õhukest kilet. Ehkki CdTe päikesepatareid on vähem efektiivsed kui kristallilised räniseadmed, võib nende tootmine odavam olla ja tehnoloogia võib räni kuludest installeeritud võimsuse kilovattides ületada räni. Ehkki õhukeste kilede tehnoloogiad moodustavad väikese osa fotogalvaaniliste toodete turust, kasvab selle segmendi kasv kiiresti, kuna on palju huvi selliste uudsete tootmismeetodite väljatöötamise vastu, mis võimaldaksid mastaabisäästu ära kasutada.

Esimene välja töötatav õhukese kile tehnoloogia oli amorfne räni, milles räni sadestati juhuslikult substraadile (erinevalt vahvlikristallides nähtud tavalisest kristallvõrest). Sellel tehnoloogial oli mõningaid probleeme: räni substraadile kandmine oli aeganõudev ja kulukas ning rakud olid ebaefektiivsed. CdTe õhukese kile tehnoloogia on umbes 11 protsenti tõhusam kui amorfne räni, kuna selle riba riba (energia, mis on vajalik elektri eristamiseks selle aatomist seisundisse, kus elektron saab vabalt liikuda) on 1,4 elektronvolti ja vastab seega Päikesespektrile noh. See soodustab ka masstootmist palju, kuna CdTe õhukese kile saab kiiresti aluspinnale laduda ja see on suure läbilaskevõimega tehnoloogia. Igas lahtris on n-legeeritud kaadmiumsulfiidi, nn aknakihi, ristmik p-legeeritud kaadmiumtelluriidi kihi peal, mida nimetatakse absorbeerijaks. Läbipaistev juhtiv esikontakt katab kaadmiumsulfiidi, samal ajal kui CdTe on kontaktis juhtiva tagumise pinnaga.

Vaatamata oma potentsiaalile on elektroonikatööstus hakanud proovima isiklikust elektroonikast eemaldada elementaarset kaadmiumi, kuna kaadmium on kumulatiivne mürk. Euroopas on ohtlike ainete piiramist käsitlevad õigusaktid olnud tõhusad kaadmiumi eemaldamisel elektroonilistest seadmetest tervisemõjude tõttu. Kaadmium ei kujuta mitte ainult tarbijate tervisele ohtu, vaid on ohtlik ka demineerijatele tooraine kaevandamisel, materjali töötlevatele töötajatele ja eluea lõppedes kõrvaldamise ajal.

Pooldajad väidavad, et õhukese kilega päikeseelementide kujul olev kaadmium on stabiilsem ja vähem lahustuv kui muus elektroonikas ning et tervisele ja keskkonnale oleks väike oht, kuna sulamid on kapseldatud moodulitesse. Kaadmiumi leostumisest katkistest moodulitest on siiski olnud probleeme. Lisaks, ehkki on propageeritud, et suletud ahela ringlussevõtt aitaks lahendada kõik kasutuselt kõrvaldatud jäätmete kõrvaldamisega seotud probleemid, rõhutavad kriitikud, et isegi suletud ahela ringlussevõtu süsteemid ei taasta kõike.