Celdas solares de CdTe

Presenta: Beatriz Escobar Morales

Coordinación: Materiales Solares

Centro de Investigación en Energía

La estructura de la celda solar tipo heterounión CdTe/CdS se muestra en la figura 1, lo conforman las siguientes partes: un substrato metálico, una capa de CdTe, una capa de CdS, así como una capa de TCO (óxido conductor transparente).

Esta celda está configurada para ser iluminada frontalmente, es decir, sobre la capa del CdS al cual le corresponde una conductividad tipo n y una brecha de energía prohibida de 2.45 eV la cual deja pasar la mayor parte de luz al material absorbedor, en este caso el CdTe; dopado con impurezas tipo p y que cuenta con un Eg= 1.49 eV. En está celda, el CdTe realizará la función de absorbedor de luz-generador de portadores y el CdS realiza la función de capa ventana–colector de portadores de carga. La configuración de iluminación posterior, es decir, sobre la capa activa tipo p, no está considerada debido a la presencia de la lámina metálica utilizada como substrato.

Celda solar CdTe/CdS

Estructura de los dispositivos

VENTAJAS : 

CONTROL DE CONTACTOS POSTERIORES

DESVENTAJAS :

FRAGIL, PESADAS, RIGIDAS

VENTAJAS : 

LIVIANA,  FLEXIBLES, POSIBILIDAD DE TOMAR CUALQUIER FORMA, LIBRE DE DAÑOS

SOPORTAN ALTAS TEMPERATURAS

 DESVENTAJAS :

POCO CONTROL DEL CONTACTO POST., CETL

Fig. 1 Dispositivos fotovoltaicos de CdTe/CdS

Diagrama de bandas de energía

Fig. 2 Diagrama de bandas de energía para la heterounión CdTe/CdS.

Parámetros característicos(1)

Modulos FotovoltaicosSublimacion por espacio

cercano:

Fig. 3 Sistema de sublimación por espacio cercano para la

producción de modulos fotovoltaicos.(5)

Fig 4 Vista de un módulo ensamblado.(5)

Sublimación por espacio cercano:

Fig. 4 Curva corriente-voltaje para la celda CdS/CdTe por CSS.(2)

Modulos Fotovoltaicos

Módulos de CdTeTabla 2. Características de celda para la tecnología de

CdTe(3)

Nota: 1) Los módulos de CdTe presentan baja eficiencia en el mercado. Sin embargo se espera un aumento del 10% de la eficiencia en los próximos años.

Tabla 3. Características de modulo para el CdTe y tecnología de CIS.(3)

Nota:1)Difiere del estudio original. 2) Derivo valores. 3)Defiere del estudio original, están comparadas con el m-Si. 

Módulos de CdS/CdTe

Fig. 5. Curva I-V para el módulo CdS/CdTe

Módulos de CdTe comerciales

Fig. 6 Modulo:FS-50 (a)

Parámetros Característicos

Características Eléctricas

Curva I-V

(1) CSU REPORT MODELING RESULTS FOR CdS/CdTe SOLAR CELLS. Alan Fahrenbruch, A.L.F. Inc. March 2000

 (2) 15.1% Highly efficient thin film CdS/CdTe solar cell. S. Kumazawaa,*,S. Shibutania, T. Nishioa, T. Aramotoa, H. Higuchia, T. Aritaa, A. Hanafusaa, K. Omuraa, M. Murozonoa, H. Takakura.

 (3) Environmental Aspects of Solar Cell Modules. Summary Report. E.A. Alsema.

 (4) Módulos fotovoltaicos CdTe. First Solar

(5) Manufacturing of CSS CdTe solar cells. Dieter Bonnet. ANTEC Solar GmbH, Arnsta»dter Strasse 22, 99334 Rudisleben, Germany.

REFERENCIAS