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【行业研讨】 翻身做主人?曾在风口浪尖沉溺的碲化镉或成新宠!

日期:2018/08/03  点击:264 次

    碲化镉(CdTe)薄膜太阳能电池组件曾经因镉的毒性问题备受争议,美国薄膜电池制造商First Solar在2017中国光伏学术大会的发言中表示,这一问题其实在十几年前碲化镉组件产品商业化的时候已经得到解决。

01

碲化镉(CdTe)的安全性















    事实上,双玻璃封装的CdTe组件已经通过了各种环境测试,在欧美日及中国都得到广泛接受。对碲化镉太阳组件安全性的确认是来自于以下几个方面的考虑:

?CdTe不溶于水,即便CdTe组件破碎,亦不会造成水污染;

?Cd是Zn的伴生矿,对Cd的?#34892;?#21033;用,降低了采矿过?#35752;?#30340;污染;

?燃煤发电排出Cd和Hg,远超过CdTe组件里Cd的含量;

?独立第三方的分析认为CdTe组件里的Cd和晶硅组件里的Pb对环境的影响相当;

?在酸性条件下,Pb的溶解?#35797;?#39640;于CdTe;

?First Solar公司自成立以来员工所有血液、尿液检测,Cd含量都低于安全阈值。

02

碲化镉(CdTe)的高效性

    碲化镉薄膜电池是在玻璃或柔性衬底上依次沉积多层薄膜而形成的光伏器件。与其他太阳能电池相比,碲化镉薄膜太阳能电池结构比较简单,一般而言,这种电池是在玻璃衬底上由五层结构组成,即透明导电氧化物层(TCO层)窗口层、碲化镉(CdTe)吸收层、背接触层和背电极层。


 
           碲化镉薄膜电池以P型CdTe和N型异质结为基础,具有以下主要特点:

    1、CdTe是一种II-VI族化合物半导体,吸收率高,仅1微米(μm)厚就可以吸收90%以上的可见光,是单晶硅的1/100,非常适合于制作成薄膜太阳电池的吸收层,是实现低成本和低能耗的重要前提。

    2、CdTe为直接带隙材料,其能隙为1.5eV,对理想太阳能电池转换效?#35270;?#33021;带宽度关系的计算表明,它与地面太阳光谱匹配?#29028;?#22909;,理论效率高达28%~29%。技术发展潜力很大

    3、CdTe因Cd-Te化学键的键能高达5.7eV,是含镉材料中最稳定的形态,因此在常温下化学性质稳定。其熔点高达1041℃,饱和蒸汽压在低于350℃时很低。在正常日照下CdTe不会分解扩散,再加上它不溶于水,因此在使用过?#35752;?span style="margin: 0px; padding: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box; overflow-wrap: break-word ! important; color: rgb(36, 188, 168);">稳定安全

    4、在真空环境中温度高于400℃时,CdTe固体会出现升华,分解?#36523;?#21644;镉的蒸汽;温度低于400℃,或者环境气压升高时升华迅速减弱,碲、镉蒸汽会化合凝聚成固体。这一特性,有利于真空快速薄膜制备,如近空间升华(CSS)、气相输运(VTD),而真空室内的制备过程?#30452;?#35777;了CdTe薄膜生产过程的安全性

    5、碲化镉薄膜太阳能电池组件的温度系数约为-0.25%/℃,?#26579;?#20307;硅太阳能电池低一半左右,所以,其发电量比标称功率相同的晶硅电池多,也更适合于高温环境。

    6、碲化镉薄膜太阳能电池组件的光谱吸收不覆盖水蒸汽的吸收峰,因此不会像晶硅组件一样在潮湿气候下发电输出下降。

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