✖


Jump to content

Фотогальваника из теллурида кадмия

Фотоэлектрическая батарея из солнечных панелей из теллурида кадмия (CdTe).

теллурида кадмия ( CdTe ) Фотоэлектрическая энергия из — это фотоэлектрическая (PV) технология, основанная на использовании теллурида кадмия в тонком полупроводниковом слое, предназначенном для поглощения и преобразования солнечного света в электричество. [1] Фотоэлектрические фотоэлектрические элементы из теллурида кадмия — единственная тонкопленочная технология с более низкой стоимостью, чем обычные солнечные элементы из кристаллического кремния в многокиловаттных системах. [1] [2] [3]

С точки зрения жизненного цикла CdTe PV имеет наименьший углеродный след , минимальное потребление воды и кратчайший срок окупаемости энергии по сравнению с любой современной фотоэлектрической технологией. [4] [5] [6] [7] Срок окупаемости энергии CdTe менее года позволяет быстрее сократить выбросы углекислого газа без краткосрочного дефицита энергии.

Токсичность кадмия представляет собой проблему для окружающей среды во время производства и утилизации панелей. Частично это можно смягчить путем переработки модулей CdTe по окончании срока их службы. [8] поскольку существуют неопределенности относительно переработки модулей CdTe. [9] [10] и общественное мнение скептически относится к этой технологии. [11] [12] Использование редких материалов также может стать ограничивающим фактором промышленного масштабирования технологии CdTe в среднесрочной перспективе. Содержание теллура формой которого является теллурид , анионной , сравнимо с содержанием платины в земной коре и существенно влияет на стоимость модуля. [13]

Фотоэлектрические элементы CdTe используются на некоторых крупнейших в мире фотоэлектрических электростанциях , таких как солнечная ферма Топаз . На долю технологии CdTe, составляющей 5,1% мирового производства фотоэлектрических систем, в 2013 году приходилось более половины рынка тонких пленок. [14]

Фон

[ редактировать ]
Поперечное сечение тонкопленочного солнечного элемента CdTe.

Доминирующая фотоэлектрическая технология всегда основывалась на пластинах кристаллического кремния . Тонкие пленки и концентраторы были первыми попытками снизить затраты. Тонкие пленки основаны на использовании более тонких полупроводниковых слоев для поглощения и преобразования солнечного света. Концентраторы уменьшают количество панелей, используя линзы или зеркала, чтобы на каждую панель попадало больше солнечного света.

Первой широко разработанной технологией тонких пленок стал аморфный кремний . Однако эта технология страдает низкой эффективностью и низкой скоростью осаждения (что приводит к высоким капитальным затратам). Вместо этого в 2007 году рынок фотоэлектрических систем достиг примерно 4 гигаватт, при этом кристаллический кремний составлял почти 90% продаж. [15] По оценкам того же источника, в 2007 году было установлено около 3 гигаватт.

В этот период теллурида кадмия и диселенида меди-индия разработка или цис-сплавов продолжалась. Последний начинает производиться в объёмах 1–30 мегаватт в год из-за очень высокого КПД ячеек малой площади, приближающегося к 20% в лаборатории. [16] ячеек CdTe Эффективность приближается к 20% в лаборатории с рекордом 22,1% по состоянию на 2016 год. [17]

История

[ редактировать ]

Исследования CdTe начались в 1950-х годах. [18] [19] [20] [21] [22] [23] потому что его запрещенная зона (~ 1,5 эВ) почти идеально соответствует распределению фотонов в солнечном спектре с точки зрения преобразования в электричество. Была разработана простая конструкция гетероперехода , в которой CdTe p-типа сочетался с сульфидом кадмия n-типа (CdS). Ячейку дополнили добавлением верхних и нижних контактов. Первыми лидерами в области эффективности ячеек CdS/CdTe были GE в 1960-х годах, а затем Kodak , Monosolar, Matsushita и AMETEK. [ нужна ссылка ]

К 1981 году компания Kodak применила сублимацию в закрытом пространстве (CSS) и создала первые элементы с эффективностью 10% и первые многоячеечные устройства (12 ячеек, эффективность 8%, длина экрана 30 см). 2 ). [24] моносолнечная [25] и АМЕТЕК [26] использовали электроосаждение , популярный ранний метод. Matsushita начинала с трафаретной печати , но в 1990-х годах перешла на CSS. Элементы с эффективностью преобразования солнечного света в электричество около 10% производились к началу 1980-х годов на предприятиях Kodak, Matsushita, Monosolar и AMETEK. [27]

Важный шаг вперед произошел, когда ячейки были увеличены в размерах для производства продуктов большей площади, называемых модулями. Этим продуктам требовались более высокие токи, чем небольшим элементам, и было обнаружено, что дополнительный слой, называемый прозрачным проводящим оксидом (TCO), может облегчить движение тока через верхнюю часть элемента (вместо металлической сетки). Один из таких TCO, оксид олова , был доступен для других целей (термоотражающие окна). Оксид олова, ставший более проводящим для фотоэлектрических систем, стал и остается нормой для фотоэлектрических модулей CdTe.

В солнечном парке Вальдполенц в Германии используются фотоэлектрические модули CdTe.

В 1992 году элементы CdTe достигли эффективности выше 15% за счет добавления буферного слоя к стеку TCO/CdS/CdTe, а затем утончения CdS, чтобы пропускать больше света. Чу использовал резистивный оксид олова в качестве буферного слоя, а затем утоньчил CdS с нескольких микрометров до менее половины микрометра. Толстый CdS, который использовался в предыдущих устройствах, блокировал около 5 мА/см. 2 света, или около 20% света, используемого устройством CdTe. Дополнительный слой не ухудшил другие свойства устройства. [27]

В начале 1990-х у других игроков были неоднозначные результаты. [27] Golden Photon в течение короткого периода времени удерживал рекорд лучшего модуля CdTe, измеренного в NREL на уровне 7,7% с использованием метода осаждения распылением. Matsushita заявила, что эффективность модуля с использованием CSS составляет 11%, а затем отказалась от этой технологии. Подобная эффективность и судьба в конечном итоге произошли с BP Solar. BP использовала электроосаждение (унаследованное от Monosolar окольным путем, когда она приобрела SOHIO , покупателя Monosolar). BP Solar отказалась от CdTe в ноябре 2002 года. [28] Antec смогла производить модули с КПД около 7%, но обанкротилась, когда начала коммерческое производство во время короткого и резкого спада на рынке в 2002 году. Однако по состоянию на 2014 год Antec все еще производила фотоэлектрические модули CdTe. [29]

Стартапы CdTe включают Toledo Solar Inc (100 мегаватт в год), Calyxo [30] (ранее принадлежавшая Q-Cells), PrimeStar Solar в Арваде, штат Колорадо (приобретена компанией First Solar у GE), [31] Arendi (Italy). [ нужна ссылка ] С учетом Antec их общая мощность составляет менее 70 мегаватт в год. [32] Empa , Швейцарская федеральная лаборатория испытаний и исследований материалов, специализируется на разработке солнечных элементов CdTe на гибких подложках и продемонстрировала эффективность элементов 13,5% и 15,6% для гибкой пластиковой фольги и стеклянных подложек соответственно. [33]

SCI и First Solar

[ редактировать ]

Наибольший коммерческий успех имела компания Solar Cells Incorporated (SCI). Ее основатель Гарольд Макмастер предполагал, что недорогие тонкие пленки будут производиться в больших масштабах. Попробовав аморфный кремний, он перешел на CdTe по настоянию Джима Нолана и основал компанию Solar Cells Inc., которая позже стала First Solar . [34] Макмастер отстаивал CdTe за его высокоскоростную и высокопроизводительную обработку. В феврале 1999 года Макмастер продал компанию компании True North Partners, которая назвала ее First Solar . [35]

В первые годы своего существования компания First Solar терпела неудачи, и первоначальная эффективность модулей была скромной - около 7%. Коммерческий продукт стал доступен в 2002 году. В 2005 году мощность достигла 25 мегаватт. [36] Компания производит продукцию в Перрисбурге, Огайо и Германии. [37] В 2013 году First Solar приобрела технологию тонкопленочных солнечных панелей GE в обмен на 1,8% акций компании. [38] Сегодня First Solar производит более 3 гигаватт энергии со средним КПД модуля 16,4% в 2016 году. [39]

Компания First Solar, в частности, использует процесс высокоскоростного осаждения с переносом паров вместо CSS (сублимации в закрытом пространстве) для осаждения CdTe. Это тип физического осаждения из паровой фазы , при котором CdTe сначала сублимируется в восходящей области. Затем газы Cd и Te 2 проходят через более холодную область ниже по потоку, где они конденсируются на подложке с образованием твердого CdTe. [40] Этот процесс предпочтительнее CSS, поскольку он позволяет получить пленки большей однородности и позволяет наносить их на подложку любой конфигурации. [41]

Технология

[ редактировать ]

Эффективность ячейки

[ редактировать ]
солнечных батарей Эффективность

В августе 2014 года компания First Solar анонсировала устройство с эффективностью преобразования 21,1% . [42] В феврале 2016 года компания First Solar объявила, что достигла рекордной эффективности преобразования в своих элементах CdTe на уровне 22,1%. В 2014 году рекордный КПД модуля также был поднят компанией First Solar с 16,1% до 17,0%. [43] На тот момент компания прогнозировала, что к 2017 году средняя эффективность модуля производственной линии для ее CdTe PV составит 17%, но к 2016 году они прогнозировали эффективность модуля ближе к ~ 19,5%. [44] [45]

Чтобы достичь рекордно высокого КПД в 22%, для выравнивания запрещенной зоны используется легирование. Соединение, включающее селен в CdTe, используется в солнечных элементах для улучшения отклика квантовой эффективности для определенных длин волн света в дополнение к нелегированному CdTe. [46] Другим важным фактором такого значительного повышения эффективности является использование MgZnO (MZO) внутри элемента. В ячейке, использующей структуру CdSe x Te 1-x /CdTe, вместо CdS можно использовать MZO. CdS является источником неэффективного поглощения, в то время как MZO имеет настраиваемую запрещенную зону, которую можно оптимизировать для обеспечения высокой прозрачности и хорошего выравнивания с CdSe x Te 1-x . [47]

Оптимизация процесса

[ редактировать ]

Оптимизация процесса повысила производительность и снизила затраты. Улучшения включали более широкие подложки (поскольку капитальные затраты масштабируются сублинейно и затраты на установку могут быть снижены), более тонкие слои (для экономии материала, электроэнергии и времени обработки) и лучшее использование материала (для экономии материалов и затрат на очистку). Стоимость модуля CdTe в 2014 году составляла около 72 долларов за 1 квадратный метр (11 квадратных футов), [48] или около 90 долларов за модуль. [ нужна ссылка ]

Температура окружающей среды

[ редактировать ]

Эффективность модулей измеряется в лабораториях при стандартной температуре испытаний 25 °C, однако в полевых условиях модули часто подвергаются воздействию гораздо более высоких температур. Относительно низкий температурный коэффициент CdTe защищает производительность при более высоких температурах. [49] [50] [51] Фотоэлектрические модули CdTe сокращаются вдвое по сравнению с модулями из кристаллического кремния, что приводит к увеличению годовой выработки энергии на 5-9%. [52]

Солнечное отслеживание

[ редактировать ]

Почти все системы тонкопленочных фотоэлектрических модулей на сегодняшний день не используют отслеживание солнечной энергии , поскольку выходная мощность модуля была слишком низкой, чтобы компенсировать капитальные и эксплуатационные затраты на отслеживание. Но относительно недорогие одноосные системы слежения могут добавить 25% мощности на установленный ватт. [53] Кроме того, в зависимости от прироста энергии трекера общая экологическая эффективность фотоэлектрической системы может быть повышена за счет снижения как системных затрат, так и воздействия на окружающую среду. [54] Это зависит от климата. Отслеживание также обеспечивает более плавное выходное плато около полудня, лучше соответствующее дневным пикам.

Материалы

[ редактировать ]

Кадмий

[ редактировать ]

Кадмий (Cd) , токсичный тяжелый металл , считающийся опасным веществом, является побочным продуктом добычи, плавки и переработки сульфидных цинковых руд во время рафинирования цинка , и поэтому его производство не зависит от спроса на фотоэлектрическом рынке. Фотоэлектрические модули CdTe обеспечивают выгодное и безопасное использование кадмия, который в противном случае хранился бы для будущего использования или выбрасывался бы на свалку как опасные отходы. Побочные продукты добычи полезных ископаемых можно преобразовать в стабильное соединение CdTe и безопасно инкапсулировать внутри фотоэлектрических модулей CdTe на долгие годы. Значительный рост фотоэлектрического сектора CdTe потенциально может сократить глобальные выбросы кадмия за счет вытеснения угольной и нефтяной энергетики. [55]

Теллур

[ редактировать ]

Оценки производства и запасов теллура (Te) подвержены неопределенности и значительно различаются. Теллур — редкий, умеренно токсичный металлоид, который в основном используется в качестве механической добавки к стали . Те почти исключительно получают как побочный продукт при рафинировании меди, меньшие количества - при производстве свинца и золота. Лишь небольшое количество, примерно 800 метрических тонн. [56] в год, имеется. По данным Геологической службы США , мировое производство в 2007 году составило 135 метрических тонн. [57] Для одного гигаватта (ГВт) фотоэлектрических модулей CdTe потребуется около 93 метрических тонн (при нынешней эффективности и толщине). [58] Благодаря повышению эффективности использования материалов и увеличению переработки фотоэлектрических модулей, фотоэлектрическая промышленность CdTe имеет потенциал к 2038 году полностью полагаться на теллур из переработанных модулей с истекшим сроком эксплуатации. [59] В последнее десятилетие [ когда? ] новые поставки были расположены, например, в Синьджу, Китай. [60] а также в Мексике и Швеции. [61] В 1984 году астрофизики определили теллур как самый распространенный элемент во Вселенной с атомным номером более 40. [62] [63] Некоторые подводные хребты богаты теллуром. [63] [64]

Хлорид кадмия/хлорид магния

[ редактировать ]

Изготовление элемента CdTe включает тонкое покрытие хлоридом кадмия ( CdCl
2 ) для повышения общей эффективности ячейки. Хлорид кадмия токсичен, относительно дорог и хорошо растворим в воде, что представляет потенциальную угрозу для окружающей среды во время производства. В 2014 году исследования показали, что в большом количестве и безвреден хлорид магния ( MgCl
2 ) действует так же хорошо, как хлорид кадмия. Это исследование может привести к созданию более дешевых и безопасных элементов CdTe. [65] [66]

Безопасность

[ редактировать ]

Сами по себе кадмий и теллур токсичны и канцерогенны, но CdTe образует очень стабильную кристаллическую решетку и на несколько порядков менее токсичен, чем кадмий. [67] Стеклянные пластины, окружающие материал CdTe, зажатый между ними (как и во всех коммерческих модулях), герметизируют во время пожара и не допускают выброса кадмия, если стекло не разбито. [68] [69] Все другие виды использования и воздействия, связанные с кадмием, незначительны и по своему характеру и величине аналогичны воздействию других материалов в более широкой фотоэлектрической цепочке создания стоимости, например, токсичным газам, свинцовому припою или растворителям (большинство из которых не используются в производстве CdTe). . [70] [71]

Границы зерен

[ редактировать ]

Граница зерна — это граница раздела между двумя зернами кристаллического материала, возникающая при встрече двух зерен. Они представляют собой разновидность кристаллического дефекта. Часто предполагается, что разница напряжений холостого хода, наблюдаемая в CdTe, по сравнению как с монокристаллическим GaAs, так и с теоретическим пределом, может быть каким-то образом связана с границами зерен внутри материала. Однако был проведен ряд исследований, которые предположили, что GB не только не вредны для производительности, но и могут быть полезны в качестве источника улучшенного сбора носителей. Таким образом, точная роль границ зерен в ограничении производительности солнечных элементов на основе CdTe остается неясной, и исследования по решению этого вопроса продолжаются. Однако в выращенном CdTe границы зерен вредны для производительности. Последующая обработка может изменить ситуацию, но эти эффекты следует изучать в каждом конкретном случае. [72]

Размер зерен и, следовательно, количество границ зерен в пленке CdTe зависят от температуры подложки во время осаждения пленки. Чем выше температура подложки, тем больше размер зерен и тем меньше границ зерен в пленке. Если во время осаждения используется низкая температура подложки, размер зерна обычно увеличивается путем нанесения CdCl 2 на пленку и последующего отжига. Это важнейший этап обработки, поскольку элементы, осажденные при низких температурах, в которых отсутствует этот этап, не могут достичь эффективности преобразования выше 10%. [47]

Переработка

[ редактировать ]

Фотоэлектрические модули могут прослужить от 25 до 30 лет. Неправильная утилизация фотоэлектрических модулей может привести к выбросу токсичных материалов в окружающую среду. [73] По состоянию на 2013 год для тонкопленочных фотоэлектрических модулей промышленно доступны только три метода дорогостоящей переработки. SENSE (Оценка устойчивости систем солнечной энергии) и RESOLVED (Восстановление ценных материалов солнечной энергии, обогащение и дезактивация) - это процедуры, финансируемые Европой. SENSE опирается на механическую, химическую и термическую обработку. RESOLVED опирается главным образом на механическую обработку. Последний метод, First Solar, основан на механических и химических процессах. Механические методы переработки более экологичны, поскольку не требуют использования химикатов. [73]

Материалы, которые можно восстановить в процессе переработки, включают металлы, крепления, стекло и, в дорогостоящих случаях, весь фотоэлектрический модуль. [74]

По состоянию на 2013 год затраты на переработку модулей CdTe выше, чем перепродажа переработанных материалов. Однако возможные будущие методы переработки могут снизить стоимость за счет сокращения дорогостоящих и экологически вредных процессов. [73] Перспективные будущие методы переработки включают вулканизацию- вакуумную дистилляцию и двойной зеленый процесс. Вулканизация-вакуумная перегонка была предложена в качестве возможного процесса переработки для получения Те , который позволяет извлекать Те с чистотой до 99,92%. [75] Двойной зеленый процесс состоит почти полностью из механических процессов. [76]

В связи с экспоненциальным ростом фотоэлектрических систем количество установленных фотоэлектрических систем во всем мире значительно увеличилось. В 2005 году компания First Solar учредила первую глобальную и комплексную программу переработки в фотоэлектрической отрасли. Ее предприятия по переработке отходов работают на каждом из заводов компании First Solar и восстанавливают до 95% полупроводниковых материалов для повторного использования в новых модулях и 90% стекла для повторного использования в фотоэлектрических модулях. новые изделия из стекла. [77] [78] Оценка жизненного цикла переработки модулей CdTe, проведенная Университетом Штутгарта, показала снижение спроса на первичную энергию в конце срока службы с 81 МДж/м. 2 до -12 МДж/м 2 , снижение примерно на 93 МДж/м 2 , а с точки зрения потенциала глобального потепления от 6 кг CO 2 -экв./м 2 до -2,5 CO 2 -экв./м 2 , сокращение примерно на -8,5 CO 2 -экв./м. 2 . Эти сокращения демонстрируют весьма выгодное изменение общего экологического профиля фотоэлектрического модуля CdTe. LCA также показал, что основной вклад в рассматриваемые категории воздействия на окружающую среду вносят необходимые химикаты и энергия при обработке модулей CdTe. [79]

Воздействие на окружающую среду и здоровье

[ редактировать ]
Небольшая фотоэлектрическая батарея, используемая в рамках исследования интеграции энергетических систем, продолжающегося в Национальном центре ветровых технологий (NWTC).

Фотовольтаика может помочь в сокращении токсичных выбросов и загрязнения, вызванного ископаемым топливом . [73] Выбросы от ископаемого топлива, которые влияют на глобальный климат, такие как оксиды азота (NO x ), диоксид углерода (CO 2 ) и диоксид серы (SO 2 ), не являются выбросами фотоэлектрических систем. Один гигаватт-час электроэнергии, произведенной с помощью фотоэлектрических систем, снизит выбросы SO 2 на 10 тонн, NO x на 4 тонны и CO 2 на 1000 тонн по сравнению с углем. [80]

Фотоэлектрические элементы из теллурида кадмия оказывают негативное воздействие как на работников, так и на экосистему. [81] считает материалы клеток CdTe токсичными и канцерогенными Управление по безопасности и гигиене труда США при вдыхании или проглатывании. Работники перерабатывающих предприятий могут подвергаться воздействию мелких частиц или паров Cd и вдыхать их. [80]

Предприятия по производству CdTe могут вызывать экологические проблемы в случае аварий на высокоэффективном производстве или в результате выбросов побочных продуктов при менее эффективных методах производства. [80]

В течение всего срока службы модуля он не выделяет никаких частиц или паров, если используется по назначению. Единственный способ высвободить пыль или пар из готового модуля — это воспламенение или измельчение в мелкую пыль. При воздействии температуры около 1100 °C в ходе лабораторных испытаний высвободилось от 0,4% до 0,6% содержания Cd. [74]

Общие оценки выбросов Cd в воздух могут варьироваться от 0,02 до 0,5 грамма на гигаватт-час. [74]

Ранние модули CdTe не прошли тесты на элюирование , однако более поздние модели могут пройти некоторые тесты на элюирование. Несмотря на небольшое количество Cd, ​​которое может вымываться, модули CdTe имеют низкую общую выщелачиваемость, поскольку опасные материалы внутри них заключены в два слоя стекла. Модули CdTe обладают очень плохой биоразлагаемостью . [74]

Жизнеспособность рынка

[ редактировать ]
использует Солнечная ферма «Топаз» 9 миллионов CdTe-модулей. В 2014 году это была крупнейшая в мире фотоэлектрическая электростанция .

Успех фотоэлектрических систем из теллурида кадмия обусловлен низкой стоимостью, достижимой с помощью технологии CdTe, что стало возможным благодаря сочетанию адекватной эффективности с более низкой стоимостью площади модуля. Прямые затраты на производство фотоэлектрических модулей CdTe достигли 0,57 доллара за ватт в 2013 году. [82] а капитальные затраты на новый ватт мощности в 2008 году составили около 0,9 доллара за ватт (включая землю и здания). [83]

Известные системы

[ редактировать ]

Утверждалось, что фотоэлектрические решения на основе CdTe в коммунальном масштабе способны конкурировать с пиковыми источниками генерации на ископаемом топливе в зависимости от уровней излучения, процентных ставок и других факторов, таких как затраты на разработку. [84] Было заявлено, что недавние установки крупных фотоэлектрических систем First Solar CdTe конкурентоспособны по сравнению с другими формами солнечной энергии:

См. также

[ редактировать ]

Ссылки и примечания

[ редактировать ]
  1. ^ Jump up to: а б «База данных публикаций, презентаций и новостей: теллурид кадмия» . Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии . Проверено 23 февраля 2022 г.
  2. ^ К. Цвайбель, Дж. Мейсон, В. Фтенакис, « Большой солнечный план », Scientific American , январь 2008 г. CdTe PV — самый дешевый пример фотоэлектрических технологий, и цены составляют около 16 центов за кВтч при солнечном свете на юго-западе США. Значок закрытого доступа
  3. ^ Дальнейшее упоминание о конкурентоспособности затрат: Дэвид Бьелло, « Солнечная энергия становится легче благодаря тонкопленочной технологии », Scientific American , апрель 2008 г.
  4. ^ Викофф, Хоуп М.; Риз, Саманта Б.; Риз, Мэтью О. (20 июля 2022 г.). «Воплощенная энергия и углерод от производства теллурида кадмия и кремниевых фотоэлектрических элементов» . Джоуль . 6 (7): 1710–1725. Бибкод : 2022Джоуль...6,1710Вт . дои : 10.1016/j.joule.2022.06.006 . ISSN   2542-4785 . S2CID   250205824 .
  5. ^ Цзиньцин Пэн; Линь Лу; Хунсин Ян (2013). «Обзор оценки жизненного цикла окупаемости энергии и выбросов парниковых газов солнечных фотоэлектрических систем». Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики . 19 : 255–274. Бибкод : 2013RSERv..19..255P . дои : 10.1016/j.rser.2012.11.035 . hdl : 10397/34975 .
  6. ^ В. Фтенакис; ХК Ким. (2010). «Использование воды в течение жизненного цикла при производстве электроэнергии в США» . Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики . 14 (7): 2039–2048. Бибкод : 2010RSERv..14.2039F . дои : 10.1016/j.rser.2010.03.008 .
  7. ^ де Вильд-Шолтен, Маришка (2013). «Срок окупаемости энергии и углеродный след коммерческих фотоэлектрических систем». Материалы для солнечной энергии и солнечные элементы . 119 : 296–305. дои : 10.1016/j.solmat.2013.08.037 .
  8. ^ Фтенакис, Василис М. (2004). «Анализ воздействия жизненного цикла кадмия при производстве фотоэлектрических систем CdTe» (PDF) . Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики . 8 (4): 303–334. Бибкод : 2004RSERv...8..303F . дои : 10.1016/j.rser.2003.12.001 . Архивировано (PDF) из оригинала 8 мая 2014 года.
  9. ^ Вернер, Юрген Х. (2 ноября 2011 г.). «Токсичные вещества в фотоэлектрических модулях» (PDF) . postfreemarket.net . Институт фотоэлектрической энергии, Штутгартский университет, Германия – 21-я Международная научно-техническая конференция по фотоэлектрической энергии, 2011 г., Фукуока, Япония. п. 2. Архивировано из оригинала (PDF) 21 декабря 2014 года.
  10. ^ «Растворимость теллурида кадмия в воде в герметичном фотоэлектрическом модуле стекло-стекло» (PDF) . Государственная лаборатория стекловидного тела и AMELIO Solar, Inc., 2011 г. Архивировано из оригинала (PDF) 26 июня 2015 г.
  11. ^ «Информация о безопасности тонкой пленки CdTe компании First Solar» . greentechmedia.com . 19 марта 2012 г.
  12. ^ Гостевая колонка (25 сентября 2008 г.). «Кадмий: темная сторона тонкой пленки?» . gigaom.com . Архивировано из оригинала 3 сентября 2018 г. Проверено 21 декабря 2014 г.
  13. ^ «NREL: Анализ производства - Анализ ограничений поставок» . nrel.gov . 2014-01-23. Архивировано из оригинала 21 декабря 2014 г.
  14. ^ Fraunhofer ISE Отчет по фотоэлектрической энергии , 28 июля 2014 г., страницы 18,19.
  15. ^ Различные оценки мирового производства модулей в 2007 г. Архивировано 25 июля 2011 г. на Wayback Machine.
  16. ^ «NREL: Новости - Рекорд делает тонкопленочные солнечные элементы конкурентоспособными по эффективности с кремниевыми» . nrel.gov .
  17. ^ «Ферст Солар, Инк. - Новости» .
  18. ^ окружной прокурор Дженни; Р. Х. Бубе (1954). «Полупроводниковый CdTe». Физ. Преподобный . 96 (5): 1190–1191. Бибкод : 1954PhRv...96.1190J . дои : 10.1103/PhysRev.96.1190 .
  19. ^ Р. Х. Бубе (1955). «Фотопроводимость сульфида, селенида и теллурида цинка или кадмия». Труды ИРЭ . 43 (12): 1836–1850. дои : 10.1109/JRPROC.1955.278046 . ISSN   0096-8390 . S2CID   51644055 .
  20. ^ Д. А. Кусано (1963). «Солнечные элементы CdTe и фотоэлектрические гетеропереходы в соединениях II-VI». Твердотельная электроника . 6 (3): 217–218. Бибкод : 1963SSEle...6..217C . дои : 10.1016/0038-1101(63)90078-9 .
  21. ^ Б. Гольдштейн (1958). «Свойства фотоэлектрических пленок CdTe». Физ. Преподобный . 109 (2): 601–603. Бибкод : 1958PhRv..109..601G . дои : 10.1103/PhysRev.109.601.2 .
  22. ^ Ю.А. Водаков; Г.А. Ломакина; Г.П. Наумов; Ю. П. Маслаковец (1960). «Фотоэлемент PN-перехода из CdTe». Советская физика - твердое тело . 2 (1): 1.
  23. ↑ Р. Колман, 28 июля 1964 г., патент США № 3 142 586.
  24. ^ Ю.С. Тян, 1978, Поликристаллический тонкопленочный фотоэлектрический элемент CdS/CdTe, Kodak, патент США 4207119 (EP0006025);Ю.С. Тян и Э.А. Перес-Альбюрн, 1982, Интегрированная матрица фотоэлектрических элементов с минимизированными потерями при коротком замыкании, Kodak, патент США № 4,315,096 . Тян особенно опубликовал патенты и важные статьи в Kodak и помог утвердить CdTe в качестве важного варианта тонких пленок.
  25. ^ Б. Базол, Э. Ценг, Р.Л. Род, 1981, Тонкопленочные фотоэлектрические элементы с гетеропереходом и методы их изготовления, патент США Monosolar 4,388,483 . Б. Базоль запатентовал многочисленные аспекты электроосаждения и контакта CdTe для Monosolar. Впоследствии Monosolar была куплена компанией SOHIO, которая затем была поглощена British Petroleum. Электроосаждение продолжалось в BP Solar примерно до 2002 года, когда оно было отменено вместе со всеми работами по производству тонких пленок в BP.
  26. ^ Питер Мейерс, первоначально работавший в Ametek, обеспечивает связь от Ametek через Solar Cells Inc. до First Solar. Он зарегистрирован на патентах Ametek, патенте США № 4,260,427 , 1981 г.; патент США 4710589 , 1987 г.; и патенты SCI/First Solar
  27. ^ Jump up to: а б с К. Цвайбель (1995). «Тонкие пленки прошлого, настоящего и будущего» (PDF) . Нрел/Тп-413-7486 . дои : 10.2172/61140 . Р. Нуфи; К. Цвайбель (2006). Высокоэффективные тонкопленочные солнечные элементы CdTe и CIGS: основные моменты и проблемы . Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии, Голден, Колорадо 80401, США. Архивировано из оригинала 7 октября 2008 г. Проверено 9 октября 2008 г.
  28. ^ Фэрли, П. (2003). «Солнечная энергия BP отказывается от тонкопленочной фотоэлектрической энергии». IEEE-спектр . 40 : 18–19. дои : 10.1109/MSPEC.2003.1159741 . S2CID   26399121 .
  29. ^ «Чем красочнее, тем лучше» . Antec-solar.de .
  30. ^ «Компания — вчера-завтра» . Каликсо . Проверено 1 августа 2015 г. 2011/02 Solar Fields LLC приобретает акции Q-Cells.
  31. ^ «First Solar приобретает IP PrimeStar Solar IP компании GE, упускает доход за второй квартал и снижает руководство» . ГреннтехМедиа . 6 августа 2013 г.
  32. ^ «В то время как компания First Solar продолжает свою деятельность, другие производители тонкопленочных фотоэлектрических блоков CdTe продолжают путаться» . Fabtech.org. 21 августа 2008 г.
  33. ^ «Empa CdTe — тонкие пленки и фотогальваника» . Эмпа . Проверено 5 августа 2015 г.
  34. ↑ После долгого ожидания Макмастер присоединится к Залу славы , 29 апреля 2008 г.
  35. ^ Д. Х. Роуз; и др. (октябрь 1999 г.). «Технологическое обеспечение высокопроизводительной обработки тонкопленочных CdTe-панелей» (PDF) . Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии . п. viii. НРЭЛ SR-520-27149.
  36. ^ «Первый годовой уровень производства солнечной энергии» . FirstSolar.com. 2008. [ постоянная мертвая ссылка ]
  37. ^ Фридман, Томас Л. (5 ноября 2009 г.). Жарко, плоско и многолюдно: почему миру нужна зеленая революция и как мы можем обновить наше глобальное будущее . Пингвин Букс Лимитед. п. 388. ИСБН  978-0-14-191850-1 .
  38. ^ First Solar передает GE 1,8% акций в партнерстве по производству тонких пленок . Bloomberg.com. 07.08.2013
  39. ^ «Первый годовой отчет о солнечной энергии» (PDF) . [ постоянная мертвая ссылка ]
  40. ^ Первая солнечная фотоэлектрическая технология CdTe: оценка окружающей среды, здоровья и безопасности . (2013). Национальный центр возобновляемых источников энергии (CENER), Фонд Чили. https://www.firstsolar.com/en-Emea/-/media/First-Solar/Sustainability-Documents/Sustainability-Peer-Reviews/Chile-Peer-Review---Cener_EN.ashx
  41. ^ МакКэндлесс, Бельгия; Биркмайр, RW; Бьюкенен, Вашингтон (май 2002 г.). «Паротранспортное осаждение пленок теллурида кадмия» . Протокол двадцать девятой конференции специалистов по фотоэлектрической энергии IEEE, 2002 г. стр. 547–550. дои : 10.1109/PVSC.2002.1190623 . ISBN  0-7803-7471-1 . S2CID   119779034 .
  42. ^ «First Solar создает самый эффективный тонкопленочный фотоэлектрический элемент» . firstsolar.com . Архивировано из оригинала 9 сентября 2014 г. Проверено 25 августа 2014 г.
  43. ^ «Первая солнечная установка устанавливает мировой рекорд эффективности тонкопленочного модуля в 17,0 процента» . firstsolar.com . Архивировано из оригинала 20 марта 2014 г. Проверено 20 марта 2014 г.
  44. ^ Синха, П. (2013). «Материалы жизненного цикла и управление водными ресурсами для фотоэлектрических систем CdTe». Материалы для солнечной энергии и солнечные элементы . 119 : 271–275. Бибкод : 2013SEMSC.119..271S . дои : 10.1016/j.solmat.2013.08.022 .
  45. ^ «Первая солнечная энергия достигла рекордной эффективности преобразования 22,1% для солнечного элемента CdTe» . Проверено 8 ноября 2016 г.
  46. ^ Повалла, Майкл; Паетель, Стефан; Альсведе, Эрик; Вюрц, Роланд; Вессендорф, Кордула Д.; Магориан Фридлмайер, Тереза ​​(01 декабря 2018 г.). «Тонкопленочные солнечные элементы, эффективность которых превышает 22%: обзор материалов на основе CdTe, Cu(In,Ga)Se2 и перовскита» . Обзоры прикладной физики . 5 (4): 041602. Бибкод : 2018ApPRv...5d1602P . дои : 10.1063/1.5061809 . S2CID   139533600 .
  47. ^ Jump up to: а б Ромео, Алессандро; Артеджиани, Элиза (январь 2021 г.). «Тонкопленочные солнечные элементы на основе CdTe: прошлое, настоящее и будущее» . Энергии . 14 (6): 1684. doi : 10.3390/en14061684 .
  48. ^ Это число рассчитывается путем умножения эффективности (12,6%) на 1000, чтобы получить выходную мощность в ваттах на квадратный метр (126 Вт/м). 2 ), а затем умножив мощность на заявленную стоимость 0,57 доллара за ватт, чтобы получить 72 доллара за метр. 2
  49. ^ «Системы возобновляемой энергетики» . Хансер Верлаг . 2012.
  50. ^ П. Сингх; Н. М. Равиндра (июнь 2012 г.). «Температурная зависимость производительности солнечных элементов — анализ». Материалы для солнечной энергии и солнечные элементы . 101 : 36–45. Бибкод : 2012SEMSC.101...36S . дои : 10.1016/j.solmat.2012.02.019 .
  51. ^ Грин, М. (август 2003 г.). «Общая температурная зависимость производительности солнечных элементов и значение для моделирования устройств». Прогресс в фотоэлектрической энергетике: исследования и приложения . 11 (5): 333–340. дои : 10.1002/pip.496 . S2CID   95689582 .
  52. ^ Н. Стревел; Л. Триппель; М. Глеклер (август 2012 г.). «Производительные характеристики и превосходная энергетическая отдача первых солнечных фотоэлектрических электростанций в условиях высоких температур» . Международная фотоэлектрическая энергетика .
  53. ^ «Модели и программные средства технологии параболических желобов» . 25 июля 2008 г. Архивировано из оригинала 22 сентября 2008 г. Проверено 14 октября 2008 г. Как и любая модель цен на солнечную энергию, консультативная модель солнечной энергии весьма чувствительна к предположениям. Различное солнечное освещение, налоговые ставки, процентные ставки, ставки дисконтирования, продолжительность кредита, температурные коэффициенты, ежегодные темпы деградации, начальное снижение номинальных характеристик по сравнению со стандартными условиями, эффективность инвертора, эксплуатация и техническое обслуживание и т. д. могут иметь до 10 % влияния на затраты на единицу продукции. мощность единицы.
  54. ^ П. Синха; С. Дэйли (ноябрь 2013 г.). «Системы слежения повышают экологическую эффективность» . Солнечная промышленность . Архивировано из оригинала 13 декабря 2013 г. Проверено 13 декабря 2013 г.
  55. ^ М. Раугеи; В. Фтенакис (2010). «Потоки и выбросы кадмия от CdTe PV: будущие ожидания». Энергетическая политика . 38 (9): 5223–5228. Бибкод : 2010EnPol..38.5223R . дои : 10.1016/j.enpol.2010.05.007 .
  56. ^ «Оценка критических ресурсов тонких пленок» . Архивировано из оригинала (файл .doc) 7 мая 2009 г.
  57. ^ «Теллур» (PDF) . Обзоры минеральных товаров . Геологическая служба США . Январь 2008 года.
  58. ^ «Первая солнечная фотоэлектрическая технология CdTe: оценка окружающей среды, здоровья и безопасности» . Национальный центр возобновляемых источников энергии . Октябрь 2013. с. 32.
  59. ^ Макс Марведе; Армин Реллер (2012). «Будущие потоки переработки теллура из фотоэлектрических отходов теллурида кадмия» (PDF) . Ресурсы, сохранение и переработка . 69 (4): 35–49. Бибкод : 2012RCR....69...35M . doi : 10.1016/j.resconrec.2012.09.003 .
  60. ^ Публикации Sichuan Xinju Mineral Resource Development Co., Китай
  61. ^ Цвайбель, К. (2010). «Влияние поставок теллура на фотогальванику из теллурида кадмия». Наука . 328 (5979): 699–701. Бибкод : 2010Sci...328..699Z . дои : 10.1126/science.1189690 . ПМИД   20448173 . S2CID   29231392 .
  62. ^ Б.Л. Коэн (1984). «Аномальное поведение содержания теллура». Geochimica et Cosmochimica Acta . 48 (1): 204–205. Бибкод : 1984GeCoA..48..203C . дои : 10.1016/0016-7037(84)90363-6 .
  63. ^ Jump up to: а б Хейн, Дж. (2004). «Глава 5 из Семинара по полезным ископаемым, кроме полиметаллических конкреций, международного района морского дна». Кобальтоносные железомарганцевые корки: глобальное распространение, состав, происхождение и исследовательская деятельность . Кингстон, Ямайка: Управление мониторинга ресурсов и окружающей среды, Международный орган по морскому дну. ISBN  978-976-610-647-8 . Было высказано предположение, что Те уникален во Вселенной, поскольку его космическое распространение так же или больше, чем у любого другого элемента с атомным номером выше 40, но при этом он является одним из наименее распространенных элементов в земной коре и океане. вода."
  64. ^ Хейн, Дж.; Кощинский А.; Холлидей, А. (2003). «Глобальное распространение богатых теллуром железомарганцевых корок и модель обогащения теллура». Geochimica et Cosmochimica Acta . 67 (6): 1117–1127. Бибкод : 2003GeCoA..67.1117H . дои : 10.1016/s0016-7037(02)01279-6 . Хребты встречаются на глубине 400-4000 м, где течения очищали скалы от отложений в течение миллионов лет. Корки…образуют покрытия толщиной до 250 мм.
  65. ^ Карен Филд. «Компонент соевого творога может снизить затраты на солнечные панели» . ЭЭ Таймс. 2014.
  66. ^ Майор, доктор юридических наук; Трехарн, RE; Филлипс, LJ; Дюроуз, К. (2014). «Недорогой нетоксичный этап активации после роста солнечных элементов Cd Te ». Природа . 511 (7509): 334–337. Бибкод : 2014Natur.511..334M . дои : 10.1038/nature13435 . ПМИД   25030171 . S2CID   4399087 .
  67. ^ «Информация о безопасности тонкой пленки CdTe компании First Solar» . Проверено 8 ноября 2016 г.
  68. ^ В. Фтенакис; М. Фурманн; Дж. Хейзер; В. Ван (2004). Экспериментальное исследование выбросов и перераспределения элементов в фотоэлектрических модулях CdTe во время пожаров (PDF) . 19-я Европейская конференция по фотоэлектрической солнечной энергии. Париж, Франция. Архивировано из оригинала (PDF) 7 октября 2008 г.
  69. ^ Бекманн, Дж.; Менненга, А. (2011). «Расчет выбросов при пожаре в фотоэлектрической системе из модулей теллурида кадмия» (Документ). Баварское агентство по охране окружающей среды.
  70. ^ В. Фтенакис; ХК Ким (2006). «Фотовольтаика CdTe: экологический профиль жизненного цикла и сравнение» . Заседание Европейского общества материаловедения, симпозиум по проблемам окружающей среды . 515 (15): 5961–5963. Бибкод : 2007TSF...515.5961F . дои : 10.1016/j.tsf.2006.12.138 .
  71. ^ Д. Х. Роуз; и др. (октябрь 1999 г.). «Технологическое обеспечение высокопроизводительной обработки тонкопленочных CdTe-панелей» (PDF) . Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии .
  72. ^ Майор, Джонатан Д. (2016). «Границы зерен в тонкопленочных солнечных элементах CdTe: обзор» . Полупроводниковая наука и технология . 31 (9): 093001. Бибкод : 2016SeScT..31i3001M . дои : 10.1088/0268-1242/31/9/093001 .
  73. ^ Jump up to: а б с д Джаккетта, Джанкарло; Лепорини, Мариэлла; Маркетти, Барбара (июль 2013 г.). «Оценка экологических преимуществ нового дорогостоящего процесса управления окончанием срока службы тонкопленочных фотоэлектрических модулей». Журнал чистого производства . 51 : 214–224. Бибкод : 2013JCPro..51..214G . дои : 10.1016/j.jclepro.2013.01.022 . ISSN   0959-6526 .
  74. ^ Jump up to: а б с д Фтенакис, Василис М (август 2004 г.). «Анализ воздействия жизненного цикла кадмия в производстве фотоэлектрических систем CdTe» . Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики . 8 (4): 303–334. Бибкод : 2004RSERv...8..303F . дои : 10.1016/j.rser.2003.12.001 . ISSN   1364-0321 .
  75. ^ Чжан, Сяофэн; Хуан, Даксин; Цзян, Вэньлун; Чжа, Гочжэн; Дэн, Джухай; Дэн, Пан; Конг, Сянфэн; Лю, Дачунь (январь 2020 г.). «Селективное разделение и извлечение редких металлов методом вулканизации-вакуумной перегонки отходов теллурида кадмия» . Технология разделения и очистки . 230 : 115864. doi : 10.1016/j.seppur.2019.115864 . ISSN   1383-5866 .
  76. ^ Маркетти, Барбара; Корваро, Франческо; Джаккетта, Джанкарло; Полонара, Фабио; Кокки Грифони, Роберта; Лепорини, Мариэлла (12 февраля 2018 г.). «Двойной экологический процесс: метод переработки тонкопленочных фотоэлектрических модулей CdTe, a-Si и CIS/CIGS с низким уровнем воздействия на окружающую среду». Международный журнал устойчивой инженерии . 11 (3): 173–185. дои : 10.1080/19397038.2018.1424963 . ISSN   1939-7038 . S2CID   115286183 .
  77. ^ «Эволюция программы переработки модулей First Solar» (PDF) . Первая Солнечная . 2013. с. 2 . Проверено 28 июля 2015 г.
  78. ^ ftp://ftp.co.imperial.ca.us/icpds/eir/campo-verde-solar/final/life-cycle-cdte.pdf [ постоянная мертвая ссылка ]
  79. ^ Хелд, М. (18 ноября 2009 г.). «Оценка жизненного цикла переработки фотоэлектрических модулей CdTe». 24-я Европейская конференция по фотоэлектрической солнечной энергии, 21–25 сентября 2009 г., Гамбург, Германия . 21–25 сентября 2009 г.: 2370–2375. doi : 10.4229/24EUPVSEC2009-3CO.7.4 (неактивен 24 марта 2024 г.). {{cite journal}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на март 2024 г. ( ссылка )
  80. ^ Jump up to: а б с Фтенакис, В.М.; Московиц, П. Д. (январь 2000 г.). «Фотовольтаика: проблемы и перспективы окружающей среды, здоровья и безопасности». Прогресс в фотоэлектрической энергетике: исследования и приложения . 8 (1): 27–38. doi : 10.1002/(sici)1099-159x(200001/02)8:1<27::aid-pip296>3.0.co;2-8 . ISSN   1062-7995 .
  81. ^ Малвани, Дастин (1 июля 2014 г.). «Являются ли зеленые рабочие места просто рабочими местами? Кадмиевые повествования в жизненном цикле фотоэлектрических систем» . Геофорум . 54 : 178–186. дои : 10.1016/j.geoforum.2014.01.014 . ISSN   0016-7185 .
  82. ^ «First Solar сообщает о крупнейшем квартальном снижении стоимости модуля CdTe на ватт с 2007 года» . ЧистаяТехника . 07.11.2013.
  83. ↑ Презентация Pacific Crest, 3–5 августа 2008 г. [ постоянная мертвая ссылка ]
  84. ^ «Сетевые энергосистемы» . веб-сайт . Первая Солнечная.
  85. ^ «Агуа Кальенте (доступ ограничен)» . Первая Солнечная.
  86. ^ http://www.power-technology.com Крупнейшие в мире солнечные электростанции , 29 августа 2013 г.
  87. ^ Jump up to: а б «Проекты» . Первая Солнечная.
  88. ^ «Отчет на juwi.de» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 13 января 2012 г.   (401 КБ)
  89. ^ «Объявление Belectric для прессы» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 13 января 2015 г. Проверено 6 января 2015 г.   (525 КБ)
  90. ^ «First Solar объявляет о двух солнечных проектах с Эдисоном в Южной Калифорнии» . Semiconductor-Today.com. 17 июля 2008 г.
  91. ^ «Коммунальные предприятия Калифорнии установят 250 МВт солнечной батареи на крыше» . Устойчивый бизнес.com. 27 марта 2008 г. Архивировано из оригинала 7 мая 2009 г. Проверено 6 апреля 2009 г.

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Cadmium_telluride_photovoltaics&oldid=1238019110"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: d5a2bcc5cecc60bfd39330684c93f11f__1722523440
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/d5/1f/d5a2bcc5cecc60bfd39330684c93f11f.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Cadmium telluride photovoltaics - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)