Fotovoltaické zariadenie na báze teluridu kadmia

Slnečný článok teluridu kadmia, nazývaný tiež tenký film teluridu kadmia, fotovoltaický alebo telurid kadmia, fotovoltaické zariadenie, ktoré vyrába elektrinu zo svetla pomocou tenkej vrstvy teluridu kadmia (CdTe). Solárne články CdTe sa líšia od kryštalických kremíkových fotovoltaických technológií v tom, že používajú menšie množstvo polovodičov - tenký film - na premenu absorbovanej energie svetla na elektróny. Hoci solárne články CdTe sú menej účinné ako kryštalické kremíkové zariadenia, môžu byť lacnejšie vyrábať a táto technológia má potenciál prekonať kremík, pokiaľ ide o náklady na kilowatt inštalovanej kapacity. Hoci technológie tenkých vrstiev predstavujú malý podiel na trhu s fotovoltaickými zariadeniami, očakáva sa, že tento segment bude rýchlo rásť, pretože existuje veľký záujem o vývoj nových výrobných metód, ktoré by mohli odomknúť úspory z rozsahu.

Prvou technológiou tenkého filmu, ktorá sa mala vyvinúť, bol amorfný kremík, pričom kremík sa náhodne nanášal na substrát (na rozdiel od pravidelných kryštálových mriežok pozorovaných v doštičkových doštičkách). Táto technológia mala určité problémy: proces nanášania kremíka na substrát bol časovo náročný a nákladný a bunky boli neefektívne. Technológia CdTe pre tenkú vrstvu je asi o 11 percent účinnejšia ako amorfný kremík, pretože jej medzera v pásme (energia potrebná na excitáciu elektrónu z jeho atómu do stavu, v ktorom sa elektrón môže voľne pohybovať) je 1,4 elektrónového voltu, a teda veľmi zodpovedá slnečnému spektru. dobre. Je tiež oveľa priaznivejšia pre hromadnú výrobu, pretože tenký film CdTe sa môže rýchlo nanášať na substrát a predstavuje vysoko výkonnú technológiu. Každá bunka obsahuje spojenie n-dopovaného sulfidu kadmia, známeho ako „okenná vrstva“, na vrchu p-dotovanej vrstvy teluridu kadmia, známeho ako „absorbér“. Priehľadný vodivý predný kontakt pokrýva sulfid kadmia, zatiaľ čo CdTe je v kontakte s vodivým substrátom zadného povrchu.

Napriek svojmu potenciálu sa elektronický priemysel pokúsil odstrániť elementárne kadmium z osobnej elektroniky, pretože kadmium je kumulatívny jed. V Európe boli právne predpisy o obmedzení nebezpečných látok (RoHS) účinné pri odstraňovaní kadmia z elektronických zariadení v dôsledku účinkov na zdravie. Kadmium nepredstavuje len zdravotné riziko pre spotrebiteľov, ale je tiež nebezpečné pre baníkov počas ťažby surovín, pre pracovníkov, ktorí materiál spracúvajú, a na konci životnosti pri likvidácii.

Navrhovatelia tvrdia, že kadmium vo forme tenkovrstvových solárnych článkov je stabilnejšie a menej rozpustné ako v iných elektronikách a že by bolo malé riziko pre zdravie a životné prostredie, pretože zliatiny sú zapuzdrené v moduloch. Existujú však obavy týkajúce sa vylúhovania kadmia z rozbitých modulov. Okrem toho, hoci sa presadzovalo, že recyklácia v uzavretej slučke by riešila akékoľvek obavy týkajúce sa likvidácie na konci životnosti, kritici zdôrazňujú, že ani systémy recyklácie v uzavretej slučke nezískajú všetko.