Energia słoneczna jest coraz częściej postrzegana jako jedno z możliwych rozwiązań globalnego dylematu energetycznego, w obliczu zbliżającego się końca paliw kopalnych i poważnego zanieczyszczenia środowiska przez nie powodowanego. Ogniwa słoneczne to realny sposób na przekształcenie energii słonecznej w użyteczną energię elektryczną, jeden z wielu sposobów pozyskiwania energii ze słońca. Spośród wszystkich rodzajów ogniw słonecznych, ogniwa z tellurku kadmu od dawna postrzegane są jako potencjalna opcja do produkcji niezawodnych i niedrogich ogniw słonecznych.
Po ogniwach fotowoltaicznych na bazie krzemu krystalicznego, ogniwa fotowoltaiczne z tellurku kadmu są najpowszechniej stosowaną technologią ogniw słonecznych na świecie. Szybkie i niedrogie alternatywy dla tradycyjnych technologii fotowoltaicznych na bazie krzemu istnieją w postaci cienkowarstwowych ogniw fotowoltaicznych CdTe.
Ogniwa słoneczne z tellurku kadmu (CdTe) wykorzystują cienkie warstwy półprzewodnikowego tellurku kadmu do przetwarzania pochłoniętego światła słonecznego na energię. Warstwa pasty węglowej z domieszką miedzi służy jako elektroda dolna, a tlenek cyny (SnO2) lub tlenek cyny(II) na bazie kadmu służy jako elektroda górna (Cd2SnO4) . Siarczek kadmu (CdS) znajduje się pomiędzy warstwą górną a półprzewodnikowym tellurkiem kadmu.
Czy ogniwa słoneczne na bazie wapnia są wydajne?
Tak, ogniwa słoneczne Calcium są wydajne. Od 2001 r. najlepsza wydajność ogniwa ustabilizowała się na poziomie około 16.5%. Możliwość zwiększenia prądu została niemal w całości wykorzystana, ale trudniejsze problemy związane z jakością złącza, charakterystyką CdTe i kontaktem nie zostały tak skutecznie rozwiązane.
Aby zwiększyć wydajność ogniw, CdTe musi być lepiej domieszkowane, a kluczowe etapy produkcji, takie jak rekrystalizacja i kontaktowanie chlorkiem kadmu, muszą być lepiej poznane. Ponieważ CdTe posiada idealną przerwę energetyczną dla urządzeń jednozłączowych, logiczne jest, że masowo produkowane ogniwa CdTe powinny osiągać sprawność bliską 20% (co zostało już wykazane w stopach CIS).
Jakie są zalety ogniw słonecznych na bazie wapnia?
Oto kilka korzyści wynikających ze stosowania ogniw słonecznych wapniowych:
- Cechy dwóch różnych form cząsteczek kadmu, siarczku kadmu i tellurku kadmu, umożliwiają konwersję energii słonecznej na energię elektryczną. W związku z tym produkcja jest prostsza w porównaniu z pracochłonnym procesem łączenia dwóch różnych rodzajów domieszkowanego krzemu w krzemowym panelu słonecznym, przy użyciu tylko podstawowej mieszanki cząsteczek w celu uzyskania pożądanych właściwości.
- Tellurek kadmu dobrze współpracuje ze światłem słonecznym, ponieważ pochłania światło o długości fali niemal idealnej, co pozwala mu na przechwytywanie energii o krótszych falach niż panele krzemowe.
- Kadm jest powszechny. Ponieważ jest wytwarzany jako produkt uboczny innych ważnych metali przemysłowych, w tym cynku, jest powszechny i nie podlega dużym wahaniom cen, jakie miały miejsce w przypadku cen krzemu w ciągu ostatnich dwóch lat.
Przeczytaj także: Jakie są różne rodzaje regulatorów ładowania słonecznego?
Jakie są wady ogniw słonecznych na bazie wapnia?
W porównaniu do ogniw słonecznych z krzemu, panele słoneczne z tellurku kadmu mają obecnie wydajność 10.6%, co jest znacznie mniej wydajne. Tellur nie jest tak powszechny jak kadm. W skorupie ziemskiej jest tylko od 1 do 5 części na miliard pierwiastka telluru (Te).
Według USGS globalne wydobycie telluru w 2007 roku wyniosło łącznie 135 ton metrycznych . Większość z niego to produkt uboczny produkcji miedzi, a mniejsze ilości pochodzą z ołowiu i złota.
Ilość modułów fotowoltaicznych CdTe, którą można ostatecznie wyprodukować, będzie ograniczona przez dostępność telluru, która byłaby potrzebna do wytworzenia jednego gigawata (GW) modułów fotowoltaicznych CdTe (przy obecnej wydajności i grubości), co wymagałoby około 93 ton metrycznych.
W ostatnich latach ogniwa słoneczne CdTe odnotowały zadziwiający wzrost wydajności. Wreszcie, znaczna część literatury naukowej potwierdza wyjątkowo minimalny wpływ tej technologii na środowisko.
Nawet nieprzychylne recenzje pokazują, jak niezwykłe jest, aby uszkodzone moduły miały znaczną ilość kadmu wydostającą się do gleby. Ponadto nie będzie żadnego narażenia na kadm w przypadku pożaru domu. Ponadto ta fantastyczna technologia jest całkowicie czysta ze względu na całkowitą możliwość recyklingu modułów CdTe.
