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Dispositivo fotovoltaico de célula solar com telureto de cádmio

Dispositivo fotovoltaico de célula solar com telureto de cádmio
Dispositivo fotovoltaico de célula solar com telureto de cádmio

Vídeo: APQ02715-14 Fapemig 2024, Setembro

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Anonim

Célula solar de telureto de cádmio, também chamada de filme fino fotovoltaico ou telureto de cádmio telureto de cádmio, um dispositivo fotovoltaico que produz eletricidade a partir da luz usando um filme fino de telureto de cádmio (CdTe). As células solares CdTe diferem das tecnologias fotovoltaicas de silício cristalino, pois usam uma quantidade menor de semicondutor - um filme fino - para converter a energia luminosa absorvida em elétrons. Embora as células solares CdTe sejam menos eficientes que os dispositivos de silício cristalino, elas podem ser mais baratas de produzir, e a tecnologia tem o potencial de superar o silício em termos de custo por quilowatt de capacidade instalada. Embora as tecnologias de filmes finos representem uma pequena parcela do mercado de dispositivos fotovoltaicos, esse segmento deve crescer rapidamente, pois há muito interesse em desenvolver novos métodos de fabricação que possam liberar economias de escala.

A primeira tecnologia de película fina a ser desenvolvida foi o silício amorfo, em que o silício foi depositado aleatoriamente em um substrato (em oposição à estrutura de cristal regular vista nos cristais de bolacha). Essa tecnologia tinha alguns problemas: o processo de depositar o silício no substrato era demorado e caro, e as células eram ineficientes. A tecnologia de filmes finos CdTe é cerca de 11% mais eficiente que o silício amorfo, já que seu gap de banda (a energia necessária para excitar um elétron de seu átomo para um estado em que o elétron pode se mover livremente) é de 1,4 elétron-volts e, portanto, corresponde ao espectro solar. bem. Também é muito mais propício à produção em massa, pois o filme fino CdTe pode ser depositado rapidamente no substrato e é uma tecnologia de alto rendimento. Cada célula compreende uma junção de sulfeto de cádmio dopado em n, conhecido como "camada de janela", sobre uma camada dopada de p de telureto de cádmio, conhecido como "absorvedor". Um contato frontal condutor transparente cobre o sulfeto de cádmio, enquanto o CdTe está em contato com um substrato condutor traseiro da superfície.

Apesar de seu potencial, a indústria eletrônica mudou-se para tentar remover o cádmio elementar dos eletrônicos pessoais, porque o cádmio é um veneno cumulativo. Na Europa, a legislação sobre restrição de substâncias perigosas (RoHS) tem sido poderosa na eliminação de cádmio de dispositivos eletrônicos devido a efeitos na saúde. O cádmio não representa apenas um risco para a saúde dos consumidores, mas também é perigoso para os mineradores durante a extração da matéria-prima, para os trabalhadores que processam o material e no final da vida útil durante o descarte.

Os proponentes afirmam que o cádmio na forma de uma célula solar de filme fino é mais estável e menos solúvel do que em outros eletrônicos e que haveria pouco risco à saúde e ao meio ambiente, pois as ligas são encapsuladas nos módulos. No entanto, houve preocupações quanto à lixiviação de cádmio de módulos quebrados. Além disso, embora tenha sido promovido que a reciclagem em circuito fechado trataria de quaisquer preocupações sobre o descarte em fim de vida, os críticos destacam que mesmo os sistemas de reciclagem em circuito fechado não recuperam tudo.