Tärkein tekniikka

Kadmiumtelluridi aurinkokenno aurinkokenno

Kadmiumtelluridi aurinkokenno aurinkokenno
Kadmiumtelluridi aurinkokenno aurinkokenno

Video: Aurinkosähköjärjestelmät: toimintaperiaate ja kannattavuuteen liittyvät tekijät 2024, Syyskuu

Video: Aurinkosähköjärjestelmät: toimintaperiaate ja kannattavuuteen liittyvät tekijät 2024, Syyskuu
Anonim

Kadmiumtelluridi aurinkokenno, jota kutsutaan myös kadmiumtelluridi aurinkokennoksi tai kadmiumtelluridi ohutkalvo, aurinkosähkölaite, joka tuottaa sähköä valosta käyttämällä ohutta kadmiumtelluridikalvoa (CdTe). CdTe-aurinkokennot eroavat kiteisestä piitä sisältävistä aurinkosähkötekniikoista siinä, että ne käyttävät pienempää määrää puolijohteita - ohutkalvoa - muuntaakseen absorboituneen valon energian elektroneiksi. Vaikka CdTe-aurinkokennot ovat vähemmän tehokkaita kuin kiteiset piilaitteet, niiden valmistaminen voi olla halvempaa, ja tekniikka pystyy ylittämään piin kustannuksina asennettua kapasiteettia kohti kilowattia. Vaikka ohutkalvojen tekniikat muodostavat pienen osan aurinkosähkölaitteiden markkinoista, tämän segmentin odotetaan kasvavan nopeasti, koska on kiinnostusta kehittää uusia valmistusmenetelmiä, jotka voisivat avata mittakaavaetuja.

Ensimmäinen kehitettävä ohutkalvoteknologia oli amorfinen pii, jolloin pii kerrostettiin satunnaisesti substraattiin (toisin kuin kiekkojen kiteissä nähty säännöllinen kidehila). Tällä tekniikalla oli joitain ongelmia: piin kerrostaminen substraatille oli aikaa vievää ja kallista, ja solut olivat tehottomia. CdTe-ohutkalvoteknologia on noin 11 prosenttia tehokkaampaa kuin amorfinen pii, koska sen kaistaväli (energia, joka tarvitaan elektronin virittämiseen atomistaan ​​tilaan, jossa elektroni voi liikkua vapaasti) on 1,4 elektronvolttia ja vastaa siten aurinkospektriä hyvin hyvin. Se on myös paljon suotuisampaa massatuotannolle, koska CdTe-ohutkalvo voidaan levittää nopeasti substraatille ja se on erittäin läpäisevä tekniikka. Jokainen kenno käsittää n-seostetun kadmiumsulfidin, nimeltään "ikkunakerros", liittymän p-seostetun kadmiumtelluridi-kerroksen päälle, joka tunnetaan nimellä "absorberi". Läpinäkyvä johtava etukosketin peittää kadmium-sulfidin, kun CdTe on kosketuksessa johtavaan takapinnan substraattiin.

Potentiaalistaan ​​huolimatta elektroniikkateollisuus on siirtynyt yrittämään poistaa elementti-kadmium henkilökohtaisesta elektroniikasta, koska kadmium on kumulatiivinen myrkky. Euroopassa vaarallisten aineiden rajoittamista koskevalla lainsäädännöllä (RoHS) on ollut tehokas vaikutus kadmiumin poistamiseen elektronisista laitteista terveysvaikutusten vuoksi. Kadmiumi ei ole vain kuluttajien terveysriski, mutta se on vaarallinen myös kaivostyöntekijöille raaka-aineita louhittaessa, materiaalia käsitteleville työntekijöille ja loppuajalle loppusijoituksen aikana.

Puolustajat väittävät, että ohutkalvoisen aurinkokennon muodossa oleva kadmium on vakaampi ja vähemmän liukoinen kuin muussa elektroniikassa ja että terveydelle ja ympäristölle ei olisi vaaraa, koska seokset kapseloidaan moduuleihin. Kadmiumin huuhtoutumisesta rikkoutuneista moduuleista on kuitenkin ollut huolta. Lisäksi, vaikka on edistetty, että suljetun kierroksen kierrätys vastaisi kaikkiin ongelmiin, jotka liittyvät käyttöiän lopussa tapahtuvaan hävittämiseen, kriitikot korostavat, että edes suljetun kierroksen kierrätysjärjestelmissä ei hyödynnetä kaikkea.