Principal tecnologia

Dispositiu fotovoltaic de cèl·lules solars de telúric de cadmi

Dispositiu fotovoltaic de cèl·lules solars de telúric de cadmi
Dispositiu fotovoltaic de cèl·lules solars de telúric de cadmi

Vídeo: Ed Boyden: A light switch for neurons 2024, Setembre

Vídeo: Ed Boyden: A light switch for neurons 2024, Setembre
Anonim

Cèl·lula solar de telèur de cadmi, també anomenada cèl·lula tellurida fotovoltaica o telurur de cadmi, un dispositiu fotovoltaic que produeix electricitat a partir de la llum mitjançant una fina pel·lícula de tel·lurur de cadmi (CdTe). Les cèl·lules solars CdTe difereixen de les tecnologies fotovoltaiques del silici cristal·lí, ja que utilitzen una quantitat menor de semiconductor, una pel·lícula prima, per convertir l'energia lumínica absorbida en electrons. Tot i que les cèl·lules solars CdTe són menys eficients que els dispositius de silici cristal·lí, poden produir-se més barates i la tecnologia pot superar el silici en termes de cost per quilowatt de capacitat instal·lada. Tot i que les tecnologies de pel·lícules primes representen una petita part del mercat dels dispositius fotovoltaics, es preveu que aquest segment creixi ràpidament, ja que hi ha molt interès a desenvolupar nous mètodes de fabricació que puguin desbloquejar economies d’escala.

La primera tecnologia de pel·lícula fina que es va desenvolupar va ser el silici amorf, en el qual el silici es va dipositar aleatòriament a un substrat (en contraposició a la gelosia regular de cristall que es veia en els cristalls de hòstia). Aquesta tecnologia va tenir alguns problemes: el procés de diposició del silici al substrat costava molt de temps i costava i les cèl·lules eren ineficients. La tecnologia de pel·lícules primes CdTe és al voltant d’un 11 per cent més eficient que el silici amorf, ja que la seva bretxa de banda (l’energia necessària per excitar un electró del seu àtom en un estat on l’electró es pot moure lliurement) és d’1,4 electrons volts i coincideix així amb l’espectre solar. bé. També és molt més propici per a la producció en massa, ja que la pel·lícula fina de CdTe es pot dipositar ràpidament sobre el substrat i és una tecnologia d’alt rendiment. Cada cèl·lula comprèn una unió de sulfur de cadmi n-dopat, coneguda com a "capa de finestra", a sobre d'una capa de tellurur de cadmi, dopada amb p, coneguda com "absorbent". Un contacte frontal conductor conductor transparent cobreix el sulfur de cadmi, mentre que el CdTe està en contacte amb un substrat conductor posterior.

Malgrat el seu potencial, la indústria electrònica s’ha mogut per intentar eliminar el cadmi elemental de l’electrònica personal perquè el cadmi és un verí acumulat. A Europa, la legislació sobre restricció de substàncies perilloses (RoHS) ha estat poderosa per eliminar el cadmi dels dispositius electrònics per efectes sobre la salut. El cadmi no només representa un risc per a la salut dels consumidors, sinó que també és perillós per als miners durant l'extracció de les matèries primeres, per als treballadors que processen el material i al final de la vida durant la seva eliminació.

Els defensors afirmen que el cadmi en forma de cèl·lula solar de pel·lícula prima és més estable i menys soluble que en la resta d’electrònica i que hi hauria poc risc per a la salut i el medi ambient, ja que els aliatges estan encapsulats dins dels mòduls. Tot i així, hi ha hagut preocupacions sobre la lixiviació de cadmi procedent de mòduls trencats. A més, tot i que s’ha promogut que el reciclatge en llaç tancat tractaria qualsevol problema sobre l’eliminació de final de vida, els crítics destaquen que fins i tot els sistemes de reciclatge de llaç tancat no ho recuperen tot.