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Dispositivo fotovoltaico de células solares de telururo de cadmio

Dispositivo fotovoltaico de células solares de telururo de cadmio
Dispositivo fotovoltaico de células solares de telururo de cadmio

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Anonim

Célula solar de teluro de cadmio, también llamada teluro de cadmio fotovoltaica o película delgada de teluro de cadmio, un dispositivo fotovoltaico que produce electricidad a partir de la luz mediante el uso de una película delgada de teluro de cadmio (CdTe). Las células solares CdTe difieren de las tecnologías fotovoltaicas de silicio cristalino en que utilizan una cantidad menor de semiconductores, una película delgada, para convertir la energía de luz absorbida en electrones. Aunque las células solares CdTe son menos eficientes que los dispositivos de silicio cristalino, pueden ser más baratas de producir, y la tecnología tiene el potencial de superar el silicio en términos de costo por kilovatio de capacidad instalada. Aunque las tecnologías de película delgada representan una pequeña parte del mercado en dispositivos fotovoltaicos, se espera que este segmento crezca rápidamente, ya que hay mucho interés en desarrollar nuevos métodos de fabricación que puedan desbloquear economías de escala.

La primera tecnología de película delgada que se desarrolló fue el silicio amorfo, en el que el silicio se depositó aleatoriamente sobre un sustrato (a diferencia de la red cristalina regular que se ve en los cristales de las obleas). Esta tecnología tenía algunos problemas: el proceso de depositar el silicio sobre el sustrato era lento y costoso, y las células eran ineficientes. La tecnología de película delgada de CdTe es aproximadamente un 11 por ciento más eficiente que el silicio amorfo, ya que su intervalo de banda (la energía necesaria para excitar un electrón de su átomo a un estado donde el electrón puede moverse libremente) es de 1,4 voltios de electrones y, por lo tanto, coincide con el espectro solar bien. También es mucho más propicio para la producción en masa, ya que la película delgada de CdTe se puede depositar sobre el sustrato rápidamente y es una tecnología de alto rendimiento. Cada celda comprende una unión de sulfuro de cadmio n-dopado, conocido como la "capa de ventana", en la parte superior de una capa de telururo de cadmio dopado p, conocido como el "absorbedor". Un contacto frontal conductor transparente cubre el sulfuro de cadmio, mientras que el CdTe está en contacto con un sustrato conductor de superficie posterior.

A pesar de su potencial, la industria electrónica se ha movido para tratar de eliminar el cadmio elemental de la electrónica personal porque el cadmio es un veneno acumulativo. En Europa, la legislación sobre restricción de sustancias peligrosas (RoHS) ha sido poderosa para eliminar el cadmio de los dispositivos electrónicos debido a los efectos sobre la salud. El cadmio no solo representa un riesgo para la salud de los consumidores, sino que también es peligroso para los mineros durante la extracción de las materias primas, para los trabajadores que procesan el material y al final de la vida útil durante la eliminación.

Los defensores afirman que el cadmio en forma de una célula solar de película delgada es más estable y menos soluble que en otros dispositivos electrónicos y que habría poco riesgo para la salud y el medio ambiente, ya que las aleaciones están encapsuladas dentro de los módulos. Sin embargo, ha habido preocupaciones con respecto a la lixiviación de cadmio de módulos rotos. Además, aunque se ha promovido que el reciclaje de circuito cerrado abordaría cualquier preocupación sobre la eliminación al final de la vida útil, los críticos destacan que incluso los sistemas de reciclaje de circuito cerrado no recuperan todo.