जीवाश्म ईंधनों के लुप्त होने और उनसे होने वाले गंभीर प्रदूषण के कारण वैश्विक ऊर्जा संकट के संभावित समाधान के रूप में सौर ऊर्जा को तेजी से देखा जा रहा है। सौर ऊर्जा को उपयोगी विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए सौर सेल एक व्यावहारिक तरीका है, और यह सूर्य से ऊर्जा उत्पन्न करने के कई तरीकों में से एक है। सभी प्रकार के सौर सेलों में, कैडमियम टेलुराइड सौर सेलों को लंबे समय से विश्वसनीय और किफायती सौर सेल बनाने के लिए एक संभावित विकल्प के रूप में देखा जाता रहा है।
क्रिस्टलीय सिलिकॉन-आधारित सौर कोशिकाओं के बाद, कैडमियम टेलुराइड फोटोवोल्टिक सौर कोशिकाएं विश्व स्तर पर सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली सौर कोशिका प्रौद्योगिकी हैं। पारंपरिक सिलिकॉन-आधारित सौर ऊर्जा प्रौद्योगिकियों के तेज़ और किफायती विकल्प के रूप में CdTe पतली-फिल्म सौर कोशिकाओं का उपयोग किया जाता है ।
कैडमियम टेल्यूराइड (CdTe) से बने सौर सेल, अवशोषित सूर्यप्रकाश को ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए अर्धचालक कैडमियम टेल्यूराइड की पतली परतों का उपयोग करते हैं। तांबे से मिश्रित कार्बन पेस्ट की एक परत निचले इलेक्ट्रोड के रूप में कार्य करती है, और टिन ऑक्साइड (SnO2) या कैडमियम आधारित स्टैनस ऑक्साइड (Cd2SnO4) ऊपरी इलेक्ट्रोड के रूप में कार्य करता है । कैडमियम सल्फाइड (CdS) ऊपरी परत और अर्धचालक कैडमियम टेल्यूराइड के बीच स्थित होता है।
क्या कैल्शियम सौर सेल कुशल हैं?
हां, कैल्शियम सोलर सेल कुशल हैं। 2001 से, सबसे अच्छी सेल दक्षता 16.5% के आसपास स्थिर हो गई है। करंट बढ़ाने की संभावना का लगभग पूरी तरह से लाभ उठाया गया है, लेकिन जंक्शन गुणवत्ता, सीडीटीई विशेषताओं और संपर्क से संबंधित अधिक चुनौतीपूर्ण समस्याओं को सफलतापूर्वक हल नहीं किया गया है।
सेल की दक्षता बढ़ाने के लिए, CdTe को बेहतर तरीके से डोप किया जाना चाहिए, और कैडमियम क्लोराइड के पुनर्क्रिस्टलीकरण और संपर्क जैसी आवश्यक उत्पादन प्रक्रियाओं को बेहतर ढंग से समझना होगा। चूंकि CdTe में सिंगल-जंक्शन उपकरणों के लिए आदर्श बैंड गैप होता है , इसलिए यह तर्कसंगत है कि बड़े पैमाने पर उत्पादित CdTe सेल 20% से अधिक दक्षता प्राप्त करने में सक्षम होने चाहिए (जैसा कि CIS मिश्र धातुओं में पहले ही प्रदर्शित किया जा चुका है)।
कैल्शियम सौर सेल के क्या लाभ हैं?
कैल्शियम सौर सेल के उपयोग के कुछ लाभ इस प्रकार हैं:
- कैडमियम अणुओं के दो अलग-अलग रूपों, कैडमियम सल्फाइड और कैडमियम टेल्यूराइड की विशेषताएं सौर ऊर्जा को बिजली में बदलने में सक्षम बनाती हैं। तदनुसार, सिलिकॉन सौर पैनल में दो अलग-अलग प्रकार के डोप किए गए सिलिकॉन को मिलाने की श्रम-गहन प्रक्रिया की तुलना में विनिर्माण सरल हो जाता है, जिसमें वांछित गुण प्राप्त करने के लिए अणुओं के केवल एक बुनियादी मिश्रण का उपयोग किया जाता है।
- कैडमियम टेल्यूराइड सूर्य की रोशनी के लिए उपयुक्त है, क्योंकि यह लगभग पूर्ण तरंगदैर्घ्य पर प्रकाश को अवशोषित करता है, जिससे यह सिलिकॉन पैनलों की तुलना में कम तरंगदैर्घ्य पर ऊर्जा को ग्रहण कर सकता है।
- कैडमियम प्रचुर मात्रा में उपलब्ध है। चूँकि इसे जिंक सहित अन्य महत्वपूर्ण औद्योगिक धातुओं के उप-उत्पाद के रूप में निर्मित किया जाता है, इसलिए यह प्रचुर मात्रा में उपलब्ध है और इसकी कीमतों में उस तरह का बड़ा उतार-चढ़ाव नहीं होता जैसा कि पिछले दो वर्षों में सिलिकॉन की कीमतों में हुआ है।
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कैल्शियम सौर सेल के नुकसान क्या हैं?
सिलिकॉन सोलर सेल की तुलना में, कैडमियम टेल्यूराइड सोलर पैनल की दक्षता अब 10.6% है, जो काफी कम है। टेल्यूरियम कैडमियम जितना प्रचुर नहीं है। पृथ्वी की पपड़ी में तत्व टेल्यूरियम (Te) की मात्रा केवल 1 से 5 भाग प्रति बिलियन है।
यूएसजीएस के अनुसार, 2007 में वैश्विक टेल्यूरियम उत्पादन कुल 135 मीट्रिक टन था । इसका अधिकांश भाग तांबे का उपोत्पाद है, जबकि कम मात्रा में यह सीसा और सोने से प्राप्त होता है।
सीडीटीई पीवी मॉड्यूल की जितनी मात्रा का निर्माण किया जा सकता है, वह अंततः टेल्यूरियम की आपूर्ति से सीमित हो जाएगी, जिसकी आवश्यकता एक गीगावाट (जीडब्ल्यू) सीडीटीई पीवी मॉड्यूल बनाने के लिए (वर्तमान दक्षता और मोटाई के अनुसार) लगभग 93 मीट्रिक टन होगी ।
हाल के वर्षों में, CdTe सौर सेल की दक्षता में आश्चर्यजनक वृद्धि देखी गई है। अंत में, वैज्ञानिक साहित्य का एक महत्वपूर्ण हिस्सा इस तकनीक के असाधारण रूप से न्यूनतम पर्यावरणीय प्रभाव का समर्थन करता है।
यहां तक कि प्रतिकूल समीक्षाएं भी दर्शाती हैं कि टूटे हुए मॉड्यूल के लिए मिट्टी में कैडमियम की महत्वपूर्ण मात्रा का रिसाव होना कितना असामान्य है। इसके अतिरिक्त, घर में आग लगने की स्थिति में कैडमियम का कोई जोखिम नहीं होगा। इसके अतिरिक्त, यह शानदार तकनीक CdTe मॉड्यूल की पूरी तरह से पुनर्चक्रणीय प्रकृति के कारण पूरी तरह से स्वच्छ है।
