Fotovoltaické zařízení telluridu kadmia solárních buněk

Solární článek teluridu kadmia, nazývaný také tenký film teluridu kadmia, fotovoltaický nebo telurid kadmia, fotovoltaické zařízení, které vyrábí elektřinu ze světla pomocí tenkého filmu teluridu kadmia (CdTe). Solární články CdTe se liší od krystalických křemíkových fotovoltaických technologií tím, že používají menší množství polovodiče - tenký film - k přeměně absorbované energie světla na elektrony. Přestože solární články CdTe jsou méně účinné než krystalická křemíková zařízení, mohou být levnější při výrobě a technologie má potenciál překonat křemík, pokud jde o náklady na kilowatt instalované kapacity. Ačkoli technologie tenkého filmu představují malý podíl na trhu s fotovoltaickými zařízeními, očekává se, že tento segment rychle poroste, protože existuje velký zájem o vývoj nových výrobních metod, které by mohly odemknout úspory z rozsahu.

První technologie tenkého filmu, která se měla vyvinout, byl amorfní křemík, přičemž křemík byl náhodně nanesen na substrát (na rozdíl od běžné krystalové mřížky pozorované u krystalů oplatky). Tato technologie měla určité problémy: proces nanášení křemíku na substrát byl časově náročný a nákladný a buňky byly neefektivní. Technologie CdTe s tenkým filmem je asi o 11 procent účinnější než amorfní křemík, protože jeho mezera v pásmu (energie potřebná k excitaci elektronu z jeho atomu do stavu, ve kterém se elektron může volně pohybovat) je 1,4 elektronového voltu, a tedy velmi odpovídá slunečnímu spektru studna. Rovněž je mnohem výhodnější pro hromadnou výrobu, protože tenký film CdTe může být rychle nanesen na substrát a jedná se o vysoce výkonnou technologii. Každá buňka obsahuje spojení n-dopovaného sulfidu kadmia, známého jako „okenní vrstva“, na vrcholu p-dopované vrstvy telluridu kadmia, známého jako „absorbér“. Transparentní vodivý přední kontakt pokrývá sulfid kadmia, zatímco CdTe je v kontaktu s vodivým substrátem zadní plochy.

Navzdory svému potenciálu se elektronický průmysl pokusil odstranit elementární kadmium z osobní elektroniky, protože kadmium je kumulativní jed. V Evropě byly právní předpisy o omezení nebezpečných látek (RoHS) účinné při odstraňování kadmia z elektronických zařízení v důsledku zdravotních účinků. Kadmium nepředstavuje pouze zdravotní riziko pro spotřebitele, ale je také nebezpečné pro horníky při těžbě surovin, pro pracovníky zpracovávající materiál a na konci životnosti při likvidaci.

Navrhovatelé tvrdí, že kadmium ve formě tenkovrstvého solárního článku je stabilnější a méně rozpustné než v jiné elektronice a že by zde bylo malé riziko pro zdraví a životní prostředí, protože slitiny jsou zapouzdřeny v modulech. Existují však obavy ohledně vyluhování kadmia z rozbitých modulů. Navíc, i když bylo propagováno, že recyklace v uzavřené smyčce by řešila jakékoli obavy týkající se likvidace na konci životnosti, kritici zdůrazňují, že ani recyklační systémy s uzavřenou smyčkou nezískávají všechno.