A energia solar é cada vez mais vista como uma possível resposta ao dilema global de energia, já que o globo sofre com o fim iminente dos combustíveis fósseis e a poluição severa causada pelos combustíveis. As células solares são uma maneira realista de transformar energia solar em energia elétrica utilizável entre as muitas maneiras de gerar energia do sol. E entre todos os tipos de células solares, células solares de telureto de cádmio há muito tempo são vistas como uma opção potencial para a criação de células solares confiáveis e com preços razoáveis.
Depois das células solares baseadas em silício cristalino, as células solares fotovoltaicas de telureto de cádmio são a tecnologia de células solares mais amplamente usada globalmente. Alternativas rápidas e acessíveis às tradicionais células baseadas em silício PV as tecnologias existem na forma de Células solares fotovoltaicas de película fina de CdTe.
Células solares feitas de telureto de cádmio (CdTe) usam camadas finas de película 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 uma base de cádmio serve como eletrodo superior (Cd2SnO4). O sulfeto de cádmio (CdS) é posicionado entre a camada superior e o telureto de cádmio semicondutor.
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 da célula, o CdTe deve ser melhor dopado e etapas essenciais da produção, como recristalização de cloreto de cádmio e o contato deve ser melhor compreendido. Como o CdTe possui o ideal lacuna de banda para dispositivos de junção única, é lógico que células de CdTe produzidas em massa devem ser capazes de atingir eficiências próximas a 20% (como já foi 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.
A produção global de telúrio em 2007 totalizou 135 toneladas métricas, Segundo as USGS. A maior parte é um subproduto de cobre, com quantidades menores provenientes de chumbo e ouro.
A quantidade de módulos fotovoltaicos de CdTe que podem ser fabricados acabará por ser limitada pelo fornecimento de telúrio, que seria necessário para produzir um gigawatt (GW) de módulos fotovoltaicos de CdTe (com as eficiências e espessuras atuais), o que exigiria 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.
