Zonne-energie wordt steeds vaker gezien als een mogelijke oplossing voor het wereldwijde energiedilemma, nu de wereld te kampen heeft met de dreigende uitputting van fossiele brandstoffen en de ernstige vervuiling die deze brandstoffen veroorzaken. Zonnecellen zijn een realistische manier om zonne-energie om te zetten in bruikbare elektrische energie, naast vele andere manieren om energie uit de zon op te wekken. En van alle soorten zonnecellen worden cadmiumtelluride-zonnecellen al lange tijd beschouwd als een veelbelovende optie voor de productie van betrouwbare en betaalbare zonnecellen.
Na zonnecellen op basis van kristallijn silicium zijn cadmiumtelluride-fotovoltaïsche zonnecellen wereldwijd de meest gebruikte zonneceltechnologie. Snelle en betaalbare alternatieven voor traditionele siliciumgebaseerde PV- technologieën bestaan in de vorm van CdTe-dunnefilm-PV-zonnecellen.
Zonnecellen gemaakt van cadmiumtelluride (CdTe) gebruiken dunne filmlagen van de halfgeleider cadmiumtelluride om geabsorbeerd zonlicht om te zetten in energie. Een laag kopergedopte koolstofpasta dient als onderste elektrode, en tinoxide (SnO2) of tin(II)oxide met een cadmiumbasis dient als bovenste elektrode (Cd2SnO4) . Cadmiumsulfide (CdS) is aangebracht tussen de bovenste laag en de halfgeleider cadmiumtelluride.
Zijn calciumzonnecellen efficiënt?
Ja, calciumzonnecellen zijn efficiënt. Sinds 2001 is de beste celefficiëntie gestabiliseerd rond de 16.5%. De mogelijkheid om de stroom te verbeteren is bijna volledig benut, maar meer uitdagende problemen met betrekking tot de kwaliteit van de junctie, CdTe-kenmerken en contact zijn niet zo succesvol opgelost.
Om de efficiëntie van zonnecellen te verhogen, moet CdTe beter gedoteerd worden en moeten essentiële productiestappen zoals de herkristallisatie van cadmiumchloride en het contact maken beter begrepen worden. Aangezien CdTe de ideale bandafstand heeft voor enkelvoudige zonnecellen, ligt het voor de hand dat in massa geproduceerde CdTe-cellen rendementen van bijna 20% of meer zouden moeten kunnen behalen (zoals al is aangetoond bij CIS-legeringen).
Wat zijn de voordelen van calciumzonnecellen?
Hier zijn enkele voordelen van het gebruik van calciumzonnecellen:
- De kenmerken van twee verschillende vormen van cadmiummoleculen, cadmiumsulfide en cadmiumtelluride, maken de omzetting van zonne-energie in elektriciteit mogelijk. Dienovereenkomstig wordt de productie eenvoudiger gemaakt in vergelijking met het arbeidsintensieve proces van het combineren van twee verschillende soorten gedoteerd silicium in een siliciumzonnepaneel door slechts een basismengsel van moleculen te gebruiken om de gewenste kwaliteiten te verkrijgen.
- Cadmiumtelluride is een goede match voor zonlicht omdat het licht absorbeert op een golflengte die bijna perfect is. Hierdoor kan het energie vastleggen op kortere golflengtes dan siliciumpanelen.
- Cadmium is overvloedig aanwezig. Omdat het wordt geproduceerd als bijproduct van andere belangrijke industriële metalen, waaronder zink, is het overvloedig aanwezig en ervaart het niet de grote prijsschommelingen die siliciumprijzen de afgelopen twee jaar hebben meegemaakt.
Lees ook: Wat zijn de verschillende soorten zonne-laadregelaars?
Wat zijn de nadelen van calciumzonnecellen?
Vergeleken met siliciumzonnecellen hebben cadmiumtelluridezonnepanelen nu een efficiëntie van 10.6%, wat aanzienlijk minder efficiënt is. Tellurium is niet zo overvloedig aanwezig als Cadmium. Er zijn slechts 1 tot 5 delen per miljard van het element tellurium (Te) in de aardkorst.
Volgens de USGS bedroeg de wereldwijde telluriumproductie in 2007 in totaal 135 miljoen ton . Het grootste deel daarvan is een bijproduct van koper, met kleinere hoeveelheden afkomstig van lood en goud.
De hoeveelheid CdTe-zonnepanelen die geproduceerd kunnen worden, zal uiteindelijk beperkt worden door de beschikbaarheid van tellurium. Voor de productie van één gigawatt (GW) aan CdTe-zonnepanelen (met de huidige rendementen en diktes) is namelijk ongeveer 93 ton tellurium nodig.
De laatste jaren hebben CdTe-zonnecellen een verbazingwekkende winst in efficiëntie gezien. Tot slot ondersteunt een aanzienlijk deel van de wetenschappelijke literatuur de uitzonderlijk minimale impact van deze technologie op het milieu.
Zelfs ongunstige beoordelingen laten zien hoe ongewoon het is dat er bij kapotte modules een aanzienlijke hoeveelheid cadmium in de grond terechtkomt. Bovendien zal er geen blootstelling aan cadmium zijn in het geval van een huisbrand. Bovendien is deze fantastische technologie volledig schoon dankzij de volledig recyclebare aard van de CdTe-modules.
