Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Фотоэлектрическая батарея из солнечных панелей с теллуридом кадмия (CdTe)

Кадмий теллурид ( CdTe ) фотоэлектрические описывает фотоэлектрическую технологию (PV) , который основан на использовании теллурида кадмия в тонком полупроводниковом слое предназначен для поглощения и преобразования солнечного света в электричество. [1] ФЭ с теллуридом кадмия - единственная тонкопленочная технология с меньшими затратами, чем обычные солнечные элементы из кристаллического кремния в многокиловаттных системах. [1] [2] [3]

На основе жизненного цикла CdTe PV имеет наименьший углеродный след, наименьшее потребление воды и наименьшее время окупаемости энергии среди всех существующих фотоэлектрических технологий. [4] [5] [6] Срок окупаемости энергии CdTe менее года позволяет быстрее сократить выбросы углерода без краткосрочного дефицита энергии.

Токсичность кадмия - это экологическая проблема, которая смягчается переработкой модулей CdTe по окончании срока их службы [7], хотя все еще существуют неопределенности в отношении переработки модулей CdTe [8] [9], и общественное мнение скептически относится к эта технология. [10] [11] Использование редких материалов также может стать ограничивающим фактором промышленной масштабируемости технологии CdTe в среднесрочной перспективе. Содержание теллура, анионной формой которого является теллурид, сравнимо с содержанием платины в земной коре и значительно увеличивает стоимость модуля. [12]

Фотоэлектрические элементы CdTe используются на некоторых из крупнейших в мире фотоэлектрических электростанциях , таких как солнечная ферма Topaz . На долю технологии CdTe приходилось 5,1% мирового производства фотоэлектрических элементов, в 2013 году она составляла более половины рынка тонких пленок. [13] Известным производителем технологии тонких пленок CdTe является компания First Solar , базирующаяся в Темпе, штат Аризона .

Фон [ править ]

Поперечное сечение тонкопленочного солнечного элемента из CdTe.

Доминирующая фотоэлектрическая технология всегда была основана на пластинах кристаллического кремния . Тонкие пленки и концентраторы были ранними попытками снизить затраты. Тонкие пленки основаны на использовании более тонких полупроводниковых слоев для поглощения и преобразования солнечного света. Концентраторы уменьшают количество панелей за счет использования линз или зеркал, чтобы на каждую панель попадало больше солнечного света.

Первой широко разработанной тонкопленочной технологией был аморфный кремний . Однако эта технология страдает низкой эффективностью и медленными темпами наплавки (что приводит к высоким капитальным затратам). Вместо этого в 2007 году рынок фотоэлектрических систем достиг примерно 4 гигаватт, при этом на кристаллический кремний приходилось почти 90% продаж. [14] По оценкам того же источника, в 2007 году было установлено около 3 гигаватт.

В этот период теллурид кадмия и диселенид меди и индия или СНГ-сплавы продолжали развиваться. Последний начинает производиться в объемах от 1 до 30 мегаватт в год из-за очень высокой эффективности ячеек малой площади, приближающейся к 20% в лаборатории. [15] Эффективность ячейки CdTe приближается к 20% в лаборатории с рекордом 22,1% по состоянию на 2016 год. [16]

История [ править ]

Исследования CdTe начались в 1950-х годах, [17] [18] [19] [20] [21] [22], потому что его ширина запрещенной зоны (~ 1,5 эВ) почти идеально соответствует распределению фотонов в солнечном спектре. с точки зрения преобразования в электричество. Разработана простая конструкция гетероперехода, в которой CdTe p-типа сочетается с сульфидом кадмия n-типа (CdS). Ячейка была дополнена добавлением верхнего и нижнего контактов. Первыми лидерами в эффективности клеток CdS / CdTe были GE в 1960-х, а затем Kodak , Monosolar, Matsushita и AMETEK. [ необходима цитата ]

К 1981 году компания Kodak использовала сублимацию в ближнем пространстве (CSS) и сделала первые 10% [ необходимо уточнение ] ячеек и первые многоячеечные устройства (12 ячеек, эффективность 8%, 30 см 2 ). [23] Monosolar [24] и AMETEK [25] использовали электроосаждение , популярный ранний метод. Мацусита начал с трафаретной печати, но в 1990-х перешел на CSS. К началу 1980-х годов на предприятиях Kodak, Matsushita, Monosolar и AMETEK были произведены элементы с эффективностью преобразования солнечного света в электричество примерно на 10%. [26]

Важный шаг вперед произошел, когда ячейки были увеличены в размере, чтобы сделать продукты большей площади, называемые модулями. Для этих продуктов требуются более высокие токи, чем для небольших элементов, и было обнаружено, что дополнительный слой, называемый прозрачным проводящим оксидом (TCO), может облегчить движение тока через верх элемента (вместо металлической сетки). Один из таких TCO, оксид олова , был доступен для других целей (теплоотражающие окна). Оксид олова, который стал более проводящим для фотоэлектрических модулей, стал и остается нормой для фотоэлектрических модулей CdTe.

В солнечном парке Waldpolenz в Германии используются фотоэлектрические модули CdTe.

В 1992 г. клетки CdTe достигли уровня более 15% [ требуется уточнение ] за счет добавления буферного слоя к стеку TCO / CdS / CdTe, а затем разжижения CdS для пропускания большего количества света. Чу использовал резистивный оксид олова в качестве буферного слоя, а затем уменьшил толщину CdS с нескольких микрометров до менее половины микрометра. Толстый CdS, который использовался в предшествующих устройствах, блокировал около 5 мА / см 2 света, или около 20% света, используемого устройством CdTe. Дополнительный слой не повлиял на другие свойства устройства. [26]

В начале 1990-х другие игроки показали неоднозначные результаты. [26] Golden Photon в течение короткого периода времени удерживал рекорд для лучшего модуля CdTe, измеренный в NREL на уровне 7,7% с использованием метода напыления. Мацусита заявил об эффективности модуля на 11% [ требуется пояснение ] с использованием CSS, а затем отказался от этой технологии. Аналогичная эффективность и судьба в конечном итоге произошли с BP Solar. BP использовала электроосаждение (унаследованное от Monosolar окольным путем при покупке SOHIO , приобретателя Monosolar). Компания BP Solar отказалась от CdTe в ноябре 2002 г. [27]Antec смогла произвести модули с КПД около 7%, но обанкротилась, когда начала коммерческое производство во время короткого, резкого спада на рынке в 2002 году. Однако по состоянию на 2014 год Antec все еще производил фотоэлектрические модули CdTe. [28]

Среди стартапов CdTe - Calyxo [29] (ранее принадлежавшая Q-Cells), PrimeStar Solar , в Арваде, Колорадо (приобретенная First Solar у GE), [30] Arendi (Италия). [ необходима цитата ] Включая Antec, их общее производство составляет менее 70 мегаватт в год. [31] Empa , Швейцарская федеральная лаборатория испытаний и исследований материалов, специализируется на разработке солнечных элементов на основе CdTe на гибких подложках и продемонстрировала эффективность 13,5% и 15,6% для гибкой пластиковой фольги и стеклянных подложек, соответственно. [32]

SCI и First Solar [ править ]

Главный коммерческий успех был достигнут компанией Solar Cells Incorporated (SCI). Его основатель Гарольд Макмастер задумал производство недорогих тонких пленок 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 . [33] Макмастер отстаивал CdTe за его высокоскоростную обработку с высокой пропускной способностью. SCI перешла от адаптации метода CSS, а затем перешла к переносу пара. [34] В феврале 1999 года Макмастер продал компанию True North Partners, которая назвала ее First Solar . [35]

В первые годы своего существования First Solar терпела неудачи, и первоначальный КПД модулей был скромным, около 7%. Коммерческий продукт стал доступен в 2002 году. Производство достигло 25 мегаватт в 2005 году. [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 со средней модуляционной эффективностью 16,4% в 2016 году. [39]

Технология [ править ]

Эффективность ячейки [ править ]

Эффективность солнечных батарей

В августе 2014 года First Solar анонсировала устройство с эффективностью преобразования 21,1% . [40] В феврале 2016 года компания First Solar объявила, что достигла рекордной эффективности преобразования в 22,1% в своих элементах из CdTe. В 2014 году рекордный КПД модуля был также увеличен First Solar с 16,1% до 17,0%. [41] В то время компания прогнозировала средний КПД модуля производственной линии для своего CdTe PV на уровне 17% к 2017 году, но к 2016 году они прогнозировали КПД модуля ближе к ~ 19,5%. [42] [43]

Поскольку CdTe имеет оптимальную ширину запрещенной зоны для однопереходных устройств, в практических элементах CdTe может быть достигнут КПД, близкий к 20% (такой, который уже показан в сплавах CIS). [44]

Оптимизация процесса [ править ]

Оптимизация процесса повысила производительность и снизила затраты. Улучшения включали более широкие подложки (поскольку капитальные затраты масштабируются сублинейно и затраты на установку могут быть сокращены), более тонкие слои (для экономии материала, электроэнергии и времени обработки) и более эффективное использование материала (для экономии материалов и затрат на очистку). Стоимость модуля CdTe в 2014 году составила около 72 долларов за 1 квадратный метр [45] или около 90 долларов за модуль. [ необходима цитата ]

Температура окружающей среды [ править ]

Эффективность модулей измеряется в лабораториях при стандартной температуре испытаний 25 ° C, однако в полевых условиях модули часто подвергаются гораздо более высоким температурам. Относительно низкий температурный коэффициент CdTe защищает характеристики при более высоких температурах. [46] [47] [48] Фотоэлектрические модули CdTe сокращаются вдвое по сравнению с модулями кристаллического кремния, что приводит к увеличению годового выхода энергии на 5-9%. [49]

Солнечное слежение [ править ]

Почти все системы тонкопленочных фотоэлектрических модулей на сегодняшний день не отслеживают солнечную энергию , потому что мощность модуля была слишком низкой, чтобы компенсировать капитальные и эксплуатационные расходы на устройство отслеживания. Но относительно недорогие одноосные системы слежения могут увеличить выходную мощность на 25% на установленный ватт. [50] 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. [51] Это зависит от климата. Отслеживание также обеспечивает более плавное выходное плато около полудня, которое лучше соответствует дневным пикам.

Материалы [ править ]

Кадмий [ править ]

Кадмий (Cd) , токсичный тяжелый металл, который считается опасным веществом, является побочным продуктом добычи, плавки и очистки сульфидных руд цинка во время рафинирования цинка , и поэтому его производство не зависит от рыночного спроса на фотоэлектрические системы. Фотоэлектрические модули CdTe обеспечивают выгодное и безопасное использование кадмия, который в противном случае мог бы храниться для будущего использования или утилизироваться на свалках как опасные отходы. Побочные продукты горнодобывающей промышленности могут быть преобразованы в стабильное соединение CdTe и надежно инкапсулированы внутри фотоэлектрических модулей CdTe в течение многих лет. Значительный рост в секторе фотоэлектрических систем на основе CdTe может снизить глобальные выбросы кадмия за счет вытеснения угля и нефти. [52]

Теллур [ править ]

Оценка добычи и запасов теллура (Te) подвержена неопределенности и значительно варьируется. Теллур - это редкий, умеренно токсичный металлоид, который в основном используется в качестве механической добавки к стали . Те почти исключительно получают как побочный продукт при рафинировании меди, в меньших количествах - при производстве свинца и золота. Доступно лишь небольшое количество, оцениваемое примерно в 800 метрических тонн [53] в год. По данным USGS , мировое производство в 2007 году составило 135 метрических тонн. [54] На один гигаватт (ГВт) фотоэлектрических модулей CdTe потребуется около 93 метрических тонн (при нынешней эффективности и толщине). [55]За счет повышения эффективности использования материалов и увеличения объемов рециркуляции фотоэлектрических элементов отрасль фотоэлектрических систем на основе CdTe может полностью полагаться на теллур из переработанных модулей с истекшим сроком службы к 2038 году. [56] В последнее десятилетие [ когда? ] , новые поставки были расположены, например, в Синьцзю, Китай [57], а также в Мексике и Швеции. [58] В 1984 году астрофизики определили теллур как самый распространенный элемент во Вселенной, имеющий атомный номер более 40. [59] [60] Некоторые подводные хребты богаты теллуром. [60] [61]

Хлорид кадмия / хлорид магния [ править ]

Изготовление элемента CdTe включает тонкое покрытие хлоридом кадмия ( CdCl
2) для увеличения общей эффективности ячейки. Хлорид кадмия токсичен, относительно дорог и хорошо растворяется в воде, что создает потенциальную угрозу окружающей среде во время производства. В 2014 году исследование показало, что обильный и безвредный хлорид магния ( MgCl
2) работает так же хорошо, как и хлорид кадмия. Это исследование может привести к созданию более дешевых и безопасных клеток CdTe. [62] [63]

Безопасность [ править ]

Сами по себе кадмий и теллур токсичны и канцерогены, но CdTe образует кристаллическую решетку, которая очень стабильна и на несколько порядков менее токсична, чем кадмий. [64] Стеклянные пластины, окружающие материал CdTe, зажатый между ними (как и во всех коммерческих модулях), герметизируют во время пожара и не допускают выделения кадмия, если стекло не разбито. [65] [66] Все другие виды использования и воздействия, связанные с кадмием, незначительны и аналогичны по виду и величине воздействию других материалов в более широкой цепочке создания стоимости фотоэлектрических систем , например, токсичных газов, свинцового припоя или растворителей (большинство из которых являются не используется в производстве CdTe). [67] [68]

Границы зерна [ править ]

Граница зерен - это граница между двумя зернами кристаллического материала, возникающая при встрече двух зерен. Это разновидность кристаллического дефекта. Часто предполагается, что промежуток в разомкнутой цепи, наблюдаемый в CdTe, по сравнению как с монокристаллическим GaAs, так и с теоретическим пределом, может быть каким-то образом связан с границами зерен внутри материала. Однако был проведен ряд исследований, которые показали, что не только гигабайты не вредны для производительности, но и могут быть полезны в качестве источников улучшенного сбора носителей. [69] Таким образом, точная роль границ зерен в ограничении производительности солнечных элементов на основе CdTe остается неясной, и исследования, направленные на решение этого вопроса, продолжаются.

Переработка [ править ]

Фотоэлектрические модули могут прослужить от 25 до 30 лет. Неправильная утилизация фотоэлектрических модулей может привести к выбросу токсичных материалов в окружающую среду. [70] По состоянию на 2013 год для тонкопленочных фотоэлектрических модулей промышленно доступны только три метода переработки ценных материалов. SENSE (оценка устойчивости систем солнечной энергии) и RESOLVED (восстановление ценных материалов SOLar, обогащение и обеззараживание) являются европейскими финансируемые процедуры. SENSE полагается на механическую, химическую и термическую обработку. RESOLVED полагается в основном на механическую обработку. Последний метод, First Solar, основан на механических и химических процессах. Механические методы переработки более безопасны для окружающей среды, поскольку не требуют использования химикатов. [70]

Материалы, которые могут быть восстановлены в процессе переработки, включают металлы, крепления, стекло и, в особо дорогих случаях, весь фотоэлектрический модуль. [71]

По состоянию на 2013 год затраты на переработку модулей CdTe выше, чем перепродажа переработанных материалов. Однако возможные будущие методы рециркуляции могут снизить стоимость за счет сокращения дорогостоящих и экологически вредных процессов. [70] Многообещающие будущие методы рециркуляции включают вулканизацию- вакуумную перегонку и процесс Double Green. Вулканизация-вакуумная перегонка была предложена в качестве возможного процесса рециркуляции для получения Те и может извлекать Те с чистотой до 99,92%. [72] Двойной зеленый процесс почти полностью состоит из механических процессов. [73]

Из-за экспоненциального роста фотоэлектрических систем количество установленных во всем мире фотоэлектрических систем значительно увеличилось. First Solar создала первую глобальную и комплексную программу утилизации в фотоэлектрической отрасли в 2005 году. Ее перерабатывающие предприятия работают на каждом из заводов First Solar и восстанавливают до 95% полупроводникового материала для повторного использования в новых модулях и 90% стекла для повторного использования в новые изделия из стекла. [74] [75] Оценка жизненного цикла утилизации модуля CdTe, проведенная Штутгартским университетом, показала снижение потребности в первичной энергии в конце срока службы с 81 МДж / м 2 до -12 МДж / м 2 , т.е. около 93 МДж / м 2, а с точки зрения потенциала глобального потепления с 6 кг CO2-экв. / м 2 до -2,5 CO2-экв. / м 2 , сокращение примерно на -8,5 CO2-экв. / м 2 . Эти сокращения показывают очень благоприятное изменение общего экологического профиля фотоэлектрического модуля CdTe. LCA также показала, что основной вклад в рассматриваемые категории воздействия на окружающую среду вносят химические вещества и энергия, необходимые для обработки модулей CdTe. [76]

Воздействие на окружающую среду [ править ]

небольшая фотоэлектрическая батарея, используемая в рамках исследований по интеграции энергетических систем, проводимых в Национальном центре ветроэнергетики (NWTC)

Фотогальваника может помочь в сокращении токсичных выбросов и загрязнения, вызванного ископаемым топливом . [70]  Выбросы от ископаемого топлива, которые влияют на глобальный климат, такие как оксид азота (NO x ), диоксид углерода (CO 2 ) и диоксид серы (SO 2 ), не выбрасываются из фотоэлектрических модулей. 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. [77]

Клетки CdTe считаются токсичными и канцерогенными при вдыхании или проглатывании, поскольку Cd является токсичным соединением Управлением по охране труда США. Работники перерабатывающих предприятий могут подвергаться воздействию мелких частиц или паров Cd и вдыхать их. [77]

Производственные мощности CdTe могут вызывать экологические проблемы при авариях на высокоэффективном производстве или из-за выбросов побочных продуктов при менее эффективных методах производства. [77]

В течение срока службы модуля он не выделяет никаких частиц или паров, если используется по назначению. Единственный способ выпустить пыль или пар для готового модуля - это зажечь его или растереть до мелкой пыли. При воздействии температур приблизительно 1100 ° C в лабораторных испытаниях выделялось от 0,4% до 0,6% содержания Cd. [71]

Общие оценки выбросов Cd в атмосферу могут варьироваться от 0,02 до 0,5 грамма на гигаватт-час. [71]

Ранние модули CdTe не прошли тесты на элюирование , однако более современные модели могут пройти некоторые тесты на элюцию. Несмотря на небольшое количество Cd, ​​которое может вымываться, модули CdTe имеют низкую общую выщелачиваемость, поскольку опасные материалы внутри них заключены в два слоя стекла. Несмотря на свою низкую выщелачиваемость, модули CdTe обладают очень плохой способностью к биологическому разложению. [71]

Жизнеспособность рынка [ править ]

Topaz Solar Farm использует 9 миллионов CdTe-модулей. В 2014 году это была крупнейшая в мире фотоэлектрическая электростанция .

Успех фотоэлектрических систем с теллуридом кадмия был достигнут благодаря низкой стоимости, достижимой с помощью технологии CdTe, которая стала возможной благодаря сочетанию адекватной эффективности с более низкими затратами на площадь модуля. Прямые производственные затраты на фотоэлектрические модули CdTe достигли 0,57 доллара США за ватт в 2013 году [78], а капитальные затраты на новый ватт мощности составляют около 0,9 доллара США за ватт (включая землю и здания). [79]

Известные системы [ править ]

Решения CdTe PV для коммунальных предприятий были заявлены как способные конкурировать с пиковыми источниками выработки ископаемого топлива в зависимости от уровней освещенности, процентных ставок и других факторов, таких как затраты на разработку. [80] Недавние установки крупных фотоэлектрических систем First Solar CdTe были заявлены как конкурентоспособные с другими формами солнечной энергии:

  • Проект First Solar мощностью 290 мегаватт (МВт) Agua Caliente в Аризоне - одна из крупнейших фотоэлектрических электростанций, когда-либо построенных. В Agua Caliente реализованы возможности First Solar по управлению, прогнозированию и планированию энергопотребления, которые способствуют надежности и стабильности сети. [81] [82]
  • Солнечная ферма Topaz мощностью 550 МВт в Калифорнии была завершена в ноябре 2014 года и на то время была крупнейшей солнечной фермой в мире. [83]
  • Проект First Solar мощностью 13 МВт в Дубае , управляемый Управлением электроэнергетики и водоснабжения Дубая , является первой частью солнечного парка имени Мохаммеда бин Рашида Аль Мактума и на момент завершения в 2013 году был крупнейшей фотоэлектрической электростанцией в регионе. [83]
  • Система мощностью 40 МВт, установленная группой Juwi в солнечном парке Вальдполенц , Германия, на момент своего объявления в 2007 году была самой большой и самой дешевой фотоэлектрической системой в мире. Цена составила 130 миллионов евро. [84]
  • Система 128 MWp, установленная Belectric в Темплине, Бранденбург, Германия, является в настоящее время крупнейшей тонкопленочной фотоэлектрической установкой в ​​Европе (по состоянию на январь 2015 г.). [85]
  • Для фотоэлектрической электростанции Blythe мощностью 21 МВт в Калифорнии в соглашении о закупке электроэнергии была зафиксирована цена на произведенную электроэнергию на уровне 0,12 доллара за кВтч (после применения всех стимулов). [86] Определенная в Калифорнии как «рыночная референтная цена», она устанавливает цену, которую PUC будет платить за любой дневной пиковый источник энергии, например, природный газ. Хотя фотоэлектрические системы прерывистые и не диспетчеризация путь природного газ, генераторы природного газа имеют постоянный риск изменения цен на топливо , что PV не имеет.
  • Контракт на установку двух мегаватт на крыше с компанией Southern California Edison . Программа SCE предназначена для установки 250 МВт с общей стоимостью 875 миллионов долларов (в среднем 3,5 доллара за ватт) после стимулирования. [87]

См. Также [ править ]

  • Изобилие солнечной энергии
  • Теллурид кадмия
  • Селенид меди, индия, галлия ( CIGS ).
  • Сбор энергии
  • Первая Солнечная
  • Солнечные элементы с высоким КПД
  • Недорогой фотоэлемент
  • Возобновляемая энергия
  • Солнечная батарея
  • Солнечная энергия
  • Солнечная панель
  • Тонкопленочный солнечный элемент

Ссылки и примечания [ править ]

  1. ^ a b «Публикации, презентации и база данных новостей: теллурид кадмия» . Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии.
  2. ^ К. Цвейбель, Дж. Мейсон, В. Фтенакис, « Великий план солнечной энергии », Scientific American , январь 2008 г. ФотоэлектрическиепанелиCdTe - самый дешевый пример фотоэлектрических технологий, и цены составляют около 16 центов / кВтч с учетом солнечного света на юго-западе США.
  3. ↑ Дальнейшее упоминание о ценовой конкурентоспособности: « Солнечная энергия становится светлее с помощью тонкопленочной технологии », Scientific American , апрель 2008 г.
  4. ^ Peng et al. (2013). «Обзор оценки жизненного цикла окупаемости энергии и выбросов парниковых газов солнечных фотоэлектрических систем». Обзоры возобновляемых и устойчивых источников энергии . 19 : 255–274. DOI : 10.1016 / j.rser.2012.11.035 . hdl : 10397/34975 .CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  5. ^ В. Фтенакис и ХК Ким. (2010). «Использование воды в жизненном цикле при производстве электроэнергии в США» . Обзоры возобновляемых и устойчивых источников энергии . 14 (7): 2039–2048. DOI : 10.1016 / j.rser.2010.03.008 .CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  6. ^ Де Дикий Scholten, Маришка (2013). «Срок окупаемости энергии и углеродный след коммерческих фотоэлектрических систем». Материалы для солнечной энергии и солнечные элементы . 119 : 296–305. DOI : 10.1016 / j.solmat.2013.08.037 .
  7. ^ Fthenakis, Василис М. (2004). «Анализ воздействия кадмия на жизненный цикл при производстве фотоэлектрических панелей CdTe» (PDF) . Обзоры возобновляемых и устойчивых источников энергии . 8 (4): 303–334. DOI : 10.1016 / j.rser.2003.12.001 . Архивировано 8 мая 2014 года (PDF) .
  8. ↑ Вернер, Юрген Х. (2 ноября 2011 г.). «Токсичные вещества в фотоэлектрических модулях» (PDF) . postfreemarket.net . Институт фотовольтаики, Штутгартский университет, Германия - 21-я Международная научно-техническая конференция по фотовольтаике, 2011 г. Фукуока, Япония. п. 2. Архивировано из оригинального (PDF) 21 декабря 2014 года . Проверено 23 сентября 2014 года .
  9. ^ «Водорастворимость теллурида кадмия в фотоэлектрических модулях, закрытых стеклом» (PDF) . Государственная лаборатория стекловидного тела и AMELIO Solar, Inc. 2011. Архивировано из оригинала (PDF) 26 июня 2015 года.
  10. ^ "Краткое изложение безопасности тонкой пленки CdTe компании First Solar" . greentechmedia.com . 2012-03-19.
  11. ^ Гостевая колонка (2008-09-25). «Кадмий: темная сторона тонкой пленки?» . gigaom.com .
  12. ^ "NREL: Анализ производства - Анализ ограничений предложения" . nrel.gov . Архивировано из оригинала на 2014-12-21 . Проверено 21 декабря 2014 .
  13. ^ Отчет Fraunhofer ISE Photovoltaics Report , 28 июля 2014 г., страницы 18,19
  14. ↑ Различные оценки мирового производства модулей в 2007 г. Архивировано 25 июля 2011 г. на Wayback Machine.
  15. ^ "NREL: Новости - Рекорд делает тонкопленочные солнечные элементы конкурентоспособными с кремниевой эффективностью" . nrel.gov .
  16. ^ "First Solar, Inc. - Новости" .
  17. ^ DA Jenny и RH Bube (1954). «Полупроводниковый CdTe». Phys. Ред . 96 (5): 1190–1191. Bibcode : 1954PhRv ... 96.1190J . DOI : 10.1103 / PhysRev.96.1190 .CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  18. ^ RH Bube (1955). «Фотопроводимость сульфида, селенида и теллурида цинка или кадмия». Труды ИРЭ . 43 (12): 1836–1850. DOI : 10.1109 / JRPROC.1955.278046 . ISSN 0096-8390 . 
  19. ^ Д. Кузано (1963). "CdTe Солнечные элементы и фотоэлектрические гетеропереходы в соединениях II-VI". Твердотельная электроника . 6 (3): 217–218. Bibcode : 1963SSEle ... 6..217C . DOI : 10.1016 / 0038-1101 (63) 90078-9 .
  20. ^ Б. Гольдштейн (1958). «Свойства фотоэлектрических пленок CdTe». Phys. Ред . 109 (2): 601–603. Bibcode : 1958PhRv..109..601G . DOI : 10.1103 / PhysRev.109.601.2 .
  21. ^ YA Vodakov; Г.А. Ломакина; Наумов Г.П .; Ю.П. Маслаковец (1960). «Фотоэлемент PN-перехода из CdTe». Советская физика, твердое тело . 2 (1): 1.
  22. ^ Р. Колман, 28 июля 1964 патент США 3142586
  23. ^ YS Tyan, 1978, Поликристаллический тонкопленочный фотоэлектрический элемент CdS / CdTe, Kodak, патент США 4,207,119 (EP0006025); YS Tyan и EA Perez-Albuerne, 1982, Интегрированная матрица фотоэлектрических элементов с минимизированными потерями при коротком замыкании, Kodak, Патент США 4315096 . Тян особенно опубликовал как патенты, так и важные статьи в Kodak и помог сделать CdTe важным вариантом тонких пленок.
  24. ^ Б. Basol, Е. Цзэн, Р. Л. Род, 1981, тонкая пленкагетеролазеры фотоэлектрические элементы и способы изготовления такой же, Monosolar патент США 4388483 . Б. Базол запатентовал многочисленные аспекты электроосаждения и контакта с CdTe для Monosolar. Впоследствии Monosolar была куплена SOHIO, которая затем была поглощена British Petroleum. Электроосаждение продолжалось в BP Solar примерно до 2002 года, когда оно было отменено вместе со всеми тонкопленочными работами в BP.
  25. ^ Питер Мейерс, родом из Ametek, обеспечивает нить, простирающуюся от Ametek через Solar Cells Inc. до First Solar. Он зарегистрирован в патентах Ametek, патентах США 4260427 , 1981 г .; Патент США 4710589 , 1987; и патенты SCI / First Solar
  26. ^ а б в К. Цвайбель (1995). «Тонкие пленки прошлого настоящего и будущего» (PDF) . Нрел / Тп-413-7486 . DOI : 10.2172 / 61140 . Р. Нуфи и К. Цвайбель (2006). Высокоэффективные тонкопленочные солнечные элементы из CdTe и CIGS: основные моменты и проблемы . Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии, Голден, CO 80401, США. Архивировано из оригинала на 2008-10-07 . Проверено 9 октября 2008 .CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  27. ^ Fairley, P. (2003). "Солнечные кюветы БП тонкопленочные фотоэлектрические". IEEE Spectrum . 40 : 18–19. DOI : 10.1109 / MSPEC.2003.1159741 .
  28. ^ "Bunter ist besser" . antec-solar.de .
  29. ^ «Компания - вчера к завтрашнему дню» . Каликсо . Проверено 1 августа 2015 года . 2011/02 ООО «Солар Филдс» приобретает акции Q-Cells
  30. ^ «First Solar приобретает IP PrimeStar Solar от GE, не получает дохода за второй квартал и снижает прогноз» . GrenntechMedia . 6 августа 2013 г.
  31. ^ «Пока First Solar продолжает перевозить грузовики, другие в тонкопленочном фотоэлектрическом пакете CdTe продолжают путаться» . Fabtech.org. 21 августа 2008 г.
  32. ^ "Empa CdTe - тонкие пленки и фотоэлектрическая энергия" . Empa . Дата обращения 5 августа 2015 .
  33. ↑ После долгого ожидания Макмастер присоединится к Залу славы , 29 апреля 2008 г.
  34. ^ Патент SCI CSS: Foote et al. Процесс изготовления фотоэлектрических устройств и полученного продукта, Патент США 5248349; и их патент на перенос паров, описывающий движение испаренныхатомовкадмия и теллура через закрытый распределитель из карбида кремния: Устройство и метод для нанесения полупроводникового материала, Патент США 6037241. Оба сейчас принадлежат First Solar.
  35. ^ DH Rose; и другие. (Октябрь 1999 г.). Технологическая поддержка высокопроизводительной обработки тонкопленочных панелей CdTe (PDF) . NREL SR-520-27149. п. Viii (предисловие).
  36. ^ "Первый годовой уровень производства солнечной энергии" . FirstSolar.com. 2008 г.[ постоянная мертвая ссылка ]
  37. ↑ Фридман, Томас Л. (5 ноября 2009 г.). Жарко, ровно и многолюдно: зачем миру нужна зеленая революция и как мы можем обновить наше глобальное будущее . Penguin Books Limited. п. 388. ISBN. 978-0-14-191850-1.
  38. ^ First Solar дает GE 1,8% доли в партнерстве по производству тонких пленок . bloomberg.com. 2013-08-07
  39. ^ «Первый годовой отчет о солнечной энергии» (PDF) . [ постоянная мертвая ссылка ]
  40. ^ "First Solar строит рекордно высокоэффективный тонкопленочный фотоэлемент" . firstsolar.com . Архивировано из оригинала на 2014-09-09 . Проверено 25 августа 2014 .
  41. ^ "First Solar установила мировой рекорд эффективности тонкопленочного модуля - 17,0%" . firstsolar.com . Архивировано из оригинала на 2014-03-20 . Проверено 20 марта 2014 .
  42. Перейти ↑ Sinha, P. (2013). «Материалы жизненного цикла и управление водными ресурсами для фотоэлектрических систем на основе CdTe». Материалы для солнечной энергии и солнечные элементы . 119 : 271–275. DOI : 10.1016 / j.solmat.2013.08.022 .
  43. ^ "Первые достижения в солнечной энергии достигли рекордной эффективности преобразования 22,1% для солнечного элемента из CdTe" . Проверено 8 ноября 2016 .
  44. ^ М. Глёклер, И. Sankin, З. Zhao (2013). «Солнечные элементы из CdTe на пороге до 20%». IEEE Journal of Photovoltaics . 3 (4): 1389–1393. DOI : 10,1109 / jphotov.2013.2278661 .CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  45. ^ 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 умножения мощности на заявленную стоимость 0,57 доллара США за ватт, чтобы получить 72 доллара США / м 2.
  46. ^ "Регенеративная система энергии" . Hanser Verlag . 2012 г.
  47. ^ П. Сингх и Н. М. Равиндра (июнь 2012 г.). «Температурная зависимость производительности солнечных элементов - анализ». Материалы для солнечной энергии и солнечные элементы . 101 : 36–45. DOI : 10.1016 / j.solmat.2012.02.019 .CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  48. ^ Грин, М. (август 2003 г.). «Общая температурная зависимость производительности солнечных элементов и их значение для моделирования устройств». Прогресс в фотогальванике: исследования и приложения . 11 (5): 333–340. DOI : 10.1002 / pip.496 .
  49. ^ Н. Стревель, Л. Триппель, М. Глёклер (август 2012 г.). «Характеристики производительности и превосходный выход энергии первых солнечных фотоэлектрических электростанций в условиях высоких температур» . Photovoltaics International .CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  50. ^ "Модели технологии параболического желоба и программные инструменты" . 2008-07-25. Архивировано из оригинала на 2008-09-22 . Проверено 14 октября 2008 .Как и любая модель цен на солнечную энергию, модель Solar Advisory Model весьма чувствительна к предположениям. Различные солнечные лучи, налоговые ставки, процентные ставки, ставки дисконтирования, сроки ссуды, температурные коэффициенты, годовые темпы деградации, первоначальное снижение рейтинга по сравнению со стандартными условиями, эффективность инвертора, эксплуатация и техобслуживание, а также другие факторы могут иметь до 10% влияния на затраты в расчете на единицу продукции. единица мощности.
  51. ↑ П. Синха и С. Дэйли (ноябрь 2013 г.). «Системы слежения повышают экологическую эффективность» . Солнечная промышленность . Архивировано из оригинала на 2013-12-13 . Проверено 13 декабря 2013 .CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  52. ^ М. Raugei и В. Fthenakis (2010). «Потоки кадмия и выбросы от CdTe PV: ожидания на будущее». Энергетическая политика . 38 (9): 5223–5228. DOI : 10.1016 / j.enpol.2010.05.007 .CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  53. ^ «Оценка критических ресурсов тонкой пленки» . Архивировано из оригинального (.doc-файла) 07.05.2009.
  54. ^ "Теллур" (PDF) . Обзоры минерального сырья . Геологическая служба США . Январь 2008 г.
  55. ^ "Первая солнечная фотоэлектрическая технология CdTe: оценка окружающей среды, здоровья и безопасности" . Национальный центр возобновляемой энергии . Октябрь 2013. с. 32.
  56. ^ Макс Марведе и Армин Реллер (2012). «Будущие потоки рециркуляции теллура из фотоэлектрических отходов теллурида кадмия» (PDF) . Ресурсы, сохранение и переработка . 69 (4): 35–49. DOI : 10.1016 / j.resconrec.2012.09.003 . CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  57. ^ Публикации компании Sichuan Xinju Mineral Resource Development Co., Китай
  58. ^ Zweibel, К. (2010). «Влияние поставок теллура на фотоэлектрические системы из теллурида кадмия». Наука . 328 (5979): 699–701. Bibcode : 2010Sci ... 328..699Z . DOI : 10.1126 / science.1189690 . PMID 20448173 . 
  59. ↑ BL Cohen (1984). «Аномальное поведение содержания теллура». Geochimica et Cosmochimica Acta . 48 (1): 204–205. Bibcode : 1984GeCoA..48..203C . DOI : 10.1016 / 0016-7037 (84) 90363-6 .
  60. ^ а б Хайн, Дж. (2004). «Глава 5 семинара по минералам, отличным от полиметаллических конкреций, в международном районе морского дна». Кобальтоносные железомарганцевые корки: глобальное распространение, состав, происхождение и исследовательская деятельность . Кингстон, Ямайка: Управление мониторинга ресурсов и окружающей среды Международного органа по морскому дну. ISBN 978-976-610-647-8. Было высказано предположение, что Те уникален во Вселенной тем, что его космическая распространенность такая же или больше, чем у любого другого элемента с атомным номером выше 40, но это один из наименее распространенных элементов в земной коре и в океане. воды."
  61. ^ Hein, J .; Кощинский, А .; Халлидей, А. (2003). «Глобальное появление богатых теллуром железомарганцевых корок и модель обогащения теллура». Geochimica et Cosmochimica Acta . 67 (6): 1117–1127. Bibcode : 2003GeCoA..67.1117H . DOI : 10.1016 / s0016-7037 (02) 01279-6 . Гряды встречаются на глубине 400-4000 м, где течения на протяжении миллионов лет очищали скалы от отложений. Корки… образуют покрытия толщиной до 250 мм.
  62. ^ Карен Филд. «Компонент бобового творога может сократить расходы на солнечные панели» . EE Times. 2014 г.
  63. ^ Майор, JD; Treharne, RE; Филлипс, LJ; Дуроз, К. (2014). «Недорогой нетоксичный этап активации после роста солнечных элементов на основе Cd Te ». Природа . 511 (7509): 334–337. Bibcode : 2014Natur.511..334M . DOI : 10,1038 / природа13435 . PMID 25030171 . 
  64. ^ "Краткое описание безопасности тонкой пленки CdTe компании First Solar" . Проверено 8 ноября 2016 .
  65. ^ В. Fthenakis, М. Фурманн, Дж Хейсер, В. Ван (2004). Экспериментальное исследование выбросов и перераспределения элементов в фотоэлектрических модулях CdTe во время пожаров (PDF) . 19-я Европейская конференция по солнечной энергии PV. Париж, Франция. Архивировано из оригинального (PDF) 07.10.2008. CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  66. ^ Бекманн и Менненга (2011). «Расчет выбросов при возгорании фотоэлектрической системы из модулей теллурида кадмия». Баварское агентство по охране окружающей среды. Цитировать журнал требует |journal=( помощь )CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  67. ^ В. Fthenakis, HC Ким (2006). "CdTe Photovoltaics: экологический профиль жизненного цикла и сравнения" . Заседание Европейского общества исследования материалов, симпозиум по вопросам окружающей среды . 515 (15): 5961–5963. Bibcode : 2007TSF ... 515.5961F . DOI : 10.1016 / j.tsf.2006.12.138 .CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  68. ^ DH Rose; и другие. (1999). «Технологическая поддержка высокопроизводительной обработки тонкопленочных панелей CdTe» (PDF) . NREL. Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  69. ^ Майор, Джонатан Д. (2016). «Границы зерен в тонкопленочных солнечных элементах CdTe: обзор» . Полупроводниковая наука и технология . 31 (9): 093001. Bibcode : 2016SeScT..31i3001M . DOI : 10.1088 / 0268-1242 / 31/9/093001 .CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  70. ^ a b c d Джаккетта, Джанкарло; Лепорини, Мариэлла; Маркетти, Барбара (июль 2013 г.). «Оценка экологических преимуществ нового дорогостоящего процесса для управления истечением срока службы тонкопленочных фотоэлектрических модулей». Журнал чистого производства . 51 : 214–224. DOI : 10.1016 / j.jclepro.2013.01.022 . ISSN 0959-6526 . 
  71. ^ a b c d Фтенакис, Василис М (август 2004 г.). «Анализ воздействия кадмия на жизненный цикл при производстве фотоэлектрических систем CdTe» . Обзоры возобновляемых и устойчивых источников энергии . 8 (4): 303–334. DOI : 10.1016 / j.rser.2003.12.001 . ISSN 1364-0321 . 
  72. ^ Чжан, Сяофэн; Хуанг, Даксин; Цзян, Вэньлун; Чжа, Гочжэн; Дэн, Джухай; Дэн, Пан; Конг, Сянфэн; Лю, Дачунь (январь 2020 г.). «Селективное разделение и восстановление редких металлов вулканизацией-вакуумной перегонкой отходов теллурида кадмия» . Технология разделения и очистки . 230 : 115864. DOI : 10.1016 / j.seppur.2019.115864 . ISSN 1383-5866 . 
  73. ^ Маркетти, Барбара; Корваро, Франческо; Джаккетта, Джанкарло; Полонара, Фабио; Коччи Грифони, Роберта; Лепорини, Мариэлла (12 февраля 2018 г.). «Двойной экологичный процесс: метод утилизации тонкопленочных фотоэлектрических модулей CdTe, a-Si и CIS / CIGS с низким уровнем воздействия на окружающую среду». Международный журнал устойчивого развития . 11 (3): 173–185. DOI : 10.1080 / 19397038.2018.1424963 . ISSN 1939-7038 . 
  74. ^ «Эволюция Первой программы утилизации солнечных модулей» (PDF) . FirstSolar . 2013. с. 2 . Проверено 28 июля 2015 года .
  75. ^ ftp://ftp.co.imperial.ca.us/icpds/eir/campo-verde-solar/final/life-cycle-cdte.pdf [ постоянная мертвая ссылка ]
  76. ^ Хелд, М. (2009-11-18). «Оценка жизненного цикла утилизации 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 / 24thEUPVSEC2009-3CO.7.4 .
  77. ^ а б в Фтенакис, ВМ; Московиц, PD (январь 2000 г.). «Фотовольтаика: проблемы и перспективы окружающей среды, здоровья и безопасности». Прогресс в фотогальванике: 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 . 
  78. ^ «First Solar сообщает о крупнейшем квартальном снижении стоимости модуля CdTe на ватт с 2007 года» . CleanTechnica . 2013-11-07.
  79. ^ Pacific Crest Презентация, Август 3-5, 2008 [ постоянная битая ссылка ]
  80. ^ «Сетка соединенных систем объемного питания» . сайт . Первая Солнечная.
  81. ^ «Агуа Калиенте (ограниченный доступ)» . Первая Солнечная.
  82. ^ http://www.power-technology.com Крупнейшие в мире солнечные электростанции , 29 августа 2013 г. [ ненадежный источник? ]
  83. ^ a b «Проекты» . Первая Солнечная.
  84. ^ "Доклад на juwi.de" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) на 2012-01-13.  (401 КБ)
  85. ^ "Объявление для прессы Belectric" (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 13 января 2015 года . Проверено 6 января 2015 .  (525 КБ)
  86. ^ «First Solar объявляет о двух солнечных проектах с Эдисоном в Южной Калифорнии» . Semiconductor-Today.com. 2008-07-17.
  87. ^ "Калифорнийское предприятие по установке 250 МВт солнечной энергии на крыше" . SustainableBusiness.com. 27 марта 2008 г.

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Fthenakis, V .; Ким, ХК (31 мая 2007 г.). "CdTe Photovoltaics: экологический профиль жизненного цикла и сравнения" (PDF) . Тонкие твердые пленки . 515 (15): 5961. Bibcode : 2007TSF ... 515.5961F . DOI : 10.1016 / j.tsf.2006.12.138 .
  • Хилл, AH "Прогресс в преобразовании фотоэлектрической энергии" (PDF) . Вашингтон, округ Колумбия: НАСА. Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  • Стивенсон, Ричард (август 2008 г.). «Первая солнечная энергия: поиски ватта за 1 доллар» . IEEE Spectrum . 45 (8): 26–31. DOI : 10.1109 / mspec.2008.4586284 .