A energia solar é cada vez mais vista como uma possível solução para o dilema energético global, à medida que o planeta sofre com o iminente esgotamento dos combustíveis fósseis e a grave poluição causada por eles. As células solares representam uma forma viável de transformar a energia solar em energia elétrica utilizável, dentre as diversas maneiras de gerar energia a partir do sol. E, entre todos os tipos de células solares, as células de telureto de cádmio são consideradas há muito tempo uma opção promissora para a criação de células solares confiáveis e com custo acessível.
Depois das células solares à base de silício cristalino, as células solares fotovoltaicas de telureto de cádmio são a tecnologia de células solares mais utilizada em todo o mundo. Alternativas rápidas e acessíveis às tecnologias fotovoltaicas tradicionais à base de silício existem na forma de células solares fotovoltaicas de película fina de CdTe.
As células solares de telureto de cádmio (CdTe) utilizam camadas finas do semicondutor telureto de cádmio para converter a luz solar absorvida em energia. Uma camada de pasta de carbono dopada com cobre serve como eletrodo inferior, e óxido de estanho (SnO2) ou óxido estanoso com base de cádmio serve como eletrodo superior (Cd2SnO4) . O sulfeto de cádmio (CdS) é posicionado entre a camada superior e o semicondutor telureto de cádmio.
As células solares de cálcio são eficientes?
Sim, as Células Solares de Cálcio são eficientes. Desde 2001, a melhor eficiência da célula se estabilizou em torno de 16.5%. A possibilidade de aumentar a corrente foi quase totalmente aproveitada, mas problemas mais desafiadores relacionados à qualidade da junção, características do CdTe e contato não foram resolvidos com tanto sucesso.
Para aumentar a eficiência das células, o CdTe precisa ser melhor dopado, e etapas essenciais de produção, como a recristalização do cloreto de cádmio e a formação dos contatos, precisam ser melhor compreendidas. Como o CdTe possui a banda proibida ideal para dispositivos de junção única, é razoável supor que células de CdTe produzidas em massa possam atingir eficiências próximas a 20% (como já demonstrado em ligas CIS).
Quais são as vantagens das células solares de cálcio?
Aqui estão alguns benefícios do uso de células solares de cálcio:
- As características de duas formas diferentes de moléculas de cádmio, sulfeto de cádmio e telureto de cádmio, são o que permitem a conversão de energia solar em eletricidade. Consequentemente, a fabricação é simplificada em comparação ao processo trabalhoso de combinar dois tipos diferentes de silício dopado em um painel solar de silício usando apenas uma mistura básica de moléculas para obter as qualidades desejadas.
- O telureto de cádmio é uma boa combinação para a luz do sol porque absorve luz em um comprimento de onda quase perfeito, permitindo capturar energia em comprimentos de onda mais curtos do que os painéis de silício.
- O cádmio é abundante. Como é fabricado como um subproduto de outros metais industriais significativos, incluindo zinco, ele é abundante e não sofre as grandes flutuações de preço que os preços do silício sofreram nos últimos dois anos.
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Quais são as desvantagens das células solares de cálcio?
Comparados às células solares de silício, os painéis solares de telureto de cádmio agora têm uma eficiência de 10.6%, o que é consideravelmente menos eficiente. O telúrio não é tão abundante quanto o cádmio. Há apenas 1 a 5 partes por bilhão do elemento telúrio (Te) na crosta da Terra.
De acordo com o USGS , a produção global de telúrio em 2007 totalizou 135 toneladas métricas . A maior parte é um subproduto do cobre, com quantidades menores provenientes do chumbo e do ouro.
A quantidade de módulos fotovoltaicos de CdTe que podem ser fabricados será eventualmente limitada pelo fornecimento de telúrio, que seria necessário para produzir um gigawatt (GW) de módulos fotovoltaicos de CdTe (com as eficiências e espessuras atuais) aproximadamente 93 toneladas métricas.
Nos últimos anos, as células solares de CdTe têm visto um ganho surpreendente em eficiência. Finalmente, um corpo significativo de literatura científica apoia o impacto ambiental excepcionalmente mínimo dessa tecnologia.
Até mesmo avaliações desfavoráveis demonstram o quão incomum é que módulos quebrados tenham uma quantidade significativa de cádmio escapando para o solo. Além disso, não haverá exposição ao cádmio no caso de um incêndio residencial. Além disso, essa tecnologia fantástica é completamente limpa devido à natureza totalmente reciclável dos módulos de CdTe.
