หลัก เทคโนโลยี

อุปกรณ์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์แคดเมียมเทลลูไรด์

อุปกรณ์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์แคดเมียมเทลลูไรด์
อุปกรณ์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์แคดเมียมเทลลูไรด์
Anonim

เซลล์แสงอาทิตย์แคดเมียมเทลลูไรด์เรียกอีกอย่างว่าแคดเมียมเทลลูไรด์โซลาร์เซลล์หรือฟิล์มบางแคดเมียมเทลลูไรด์อุปกรณ์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่ผลิตกระแสไฟฟ้าจากแสงโดยใช้ฟิล์มบางของแคดเมียมเทลลูไรด์ (CdTe) เซลล์แสงอาทิตย์ CdTe นั้นแตกต่างจากเทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์แบบผลึกซิลิคอนในการที่พวกเขาใช้สารกึ่งตัวนำจำนวนน้อย - เป็นฟิล์มบาง - เพื่อแปลงพลังงานแสงที่ดูดซับเป็นอิเล็กตรอน แม้ว่าเซลล์แสงอาทิตย์ CdTe จะมีประสิทธิภาพน้อยกว่าอุปกรณ์ซิลิกอนผลึก แต่ก็มีราคาถูกกว่าในการผลิตและเทคโนโลยีนี้มีศักยภาพที่จะเหนือกว่าซิลิคอนในแง่ของต้นทุนต่อกิโลวัตต์ของกำลังการผลิตติดตั้ง แม้ว่าเทคโนโลยีฟิล์มบางจะมีส่วนแบ่งการตลาดเพียงเล็กน้อยในอุปกรณ์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ แต่เซ็กเมนต์นี้คาดว่าจะเติบโตอย่างรวดเร็วเนื่องจากมีความสนใจในการพัฒนาวิธีการผลิตแบบใหม่ที่สามารถปลดล็อกการประหยัดจากขนาด

เทคโนโลยีฟิล์มบางเป็นครั้งแรกที่จะได้รับการพัฒนาคืออะมอร์ฟัสซิลิคอนซึ่งซิลิคอนนั้นถูกนำไปวางบนพื้นผิวแบบสุ่ม (ซึ่งตรงกันข้ามกับตาข่ายคริสตัลปกติที่เห็นในผลึกเวเฟอร์) เทคโนโลยีนี้มีปัญหา: กระบวนการฝากซิลิกอนลงบนพื้นผิวนั้นใช้เวลานานและมีค่าใช้จ่ายสูงและเซลล์ไม่มีประสิทธิภาพ เทคโนโลยีฟิล์มบางของ CdTe นั้นมีประสิทธิภาพมากกว่าซิลิคอนอสัณฐานประมาณ 11% เนื่องจากช่องว่างของวง (พลังงานที่จำเป็นในการกระตุ้นอิเล็กตรอนจากอะตอมของมันให้อยู่ในสถานะที่อิเล็กตรอนสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ) คือ 1.4 อิเล็กตรอนโวลต์ ดี. นอกจากนี้ยังเอื้อต่อการผลิตจำนวนมากเนื่องจากฟิล์มบาง CdTe สามารถนำไปวางบนพื้นผิวได้อย่างรวดเร็วและเป็นเทคโนโลยีความเร็วสูง แต่ละเซลล์ประกอบด้วยทางแยกของแคดเมียมซัลไฟด์แบบเจือที่เรียกว่า“ เลเยอร์หน้าต่าง” ที่ด้านบนของเลเยอร์ p-doped ของแคดเมียมเทลลูไรด์ที่รู้จักกันในชื่อ“ ตัวดูดซับ” หน้าสัมผัสแบบตัวนำที่โปร่งใสจะครอบคลุมแคดเมียมซัลไฟด์ในขณะที่ CdTe นั้นสัมผัสกับพื้นผิวด้านหลังที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า

แม้จะมีศักยภาพ แต่อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ก็พยายามย้ายแคดเมียมที่เป็นองค์ประกอบออกจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ส่วนบุคคลเพราะแคดเมียมเป็นพิษสะสม ในยุโรปกฎหมายควบคุมสารอันตราย (RoHS) มีประสิทธิภาพในการกำจัดแคดเมียมจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เนื่องจากผลกระทบต่อสุขภาพ แคดเมียมไม่เพียงแสดงถึงความเสี่ยงต่อสุขภาพสำหรับผู้บริโภคเท่านั้น แต่ยังเป็นอันตรายสำหรับผู้ปฏิบัติงานในระหว่างการสกัดวัตถุดิบสำหรับผู้ปฏิบัติงานในการประมวลผลวัสดุและเมื่อสิ้นสุดการใช้งาน

ผู้เสนออ้างว่าแคดเมียมในรูปแบบของเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางมีความเสถียรและละลายได้น้อยกว่าในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ และจะมีความเสี่ยงต่อสุขภาพและสิ่งแวดล้อมเพียงเล็กน้อยเนื่องจากโลหะผสมถูกห่อหุ้มอยู่ในโมดูล อย่างไรก็ตามมีความกังวลเกี่ยวกับการชะล้างแคดเมียมจากโมดูลที่แตกหัก นอกจากนี้แม้ว่าจะได้รับการส่งเสริมแล้วว่าการรีไซเคิลแบบวงปิดจะแก้ไขข้อกังวลใด ๆ เกี่ยวกับการกำจัดแบบสิ้นอายุ แต่นักวิจารณ์ก็เน้นว่าแม้แต่ระบบการรีไซเคิลแบบวงปิดก็ไม่สามารถกู้คืนได้