Panel Fotovoltaico de Telurio de Cadmo (cdTe)

Instituto Tecnológico Superior de Huichapan

Sistemas Solares Fotovoltaicos y Térmicos

Karla Velásquez lucho

Ing. Energías Renovables

Bautista Lira Cuauhtli Quetzalli

7 semestre

RESEÑA HISTÓRICA

• Fue en 1969 cuando E. Andirovich y colaboradores tipo 1% depositada sobre vidrio conductor con una capa de SnO2.

• 1982 Tyan y Albuene alcanzaron 10%[1]

• El grupo de C. Ferekides y colaboradores de la Universidad del Sur de Florida en 1993 alcanzaron un 15.8% con técnicas como; deposito de baño químico.

• X. wu deposito el CdS por la técnica de se deposito por baño químico y el CdTe por sublimación de espacio cerrado alcanzando 16.5%[2]

PANELES SOLARES DE CDTE

TIPO DE 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

SULFURO DE CADMIO (CdS) y TELURIO DE CADMIO (CdTe)

El sulfuro de cadmio es la unión del cadmio (Cd) y el azufre (S) este materia es conocido como el semiconductor ventana, este es usualmente tipo-n debido al exceso de Cd o a las vacancias de S en la preparación del compuesto.

El telurio de cadmio procede de la unión de cadmio(Cd) y telurio, este es conocido como material absorbente o material activo por si absorción directo de energía de Eg = 1.45eV cercano al optimo teórico. Este material puede actuar como material tipo-p o tipo-n[3].

FUNCIONAMIENTO

• En un módulo de CdTe, la capa superior es el sulfuro de cadmio de tipo-n (CdS) y la capa inferior es de tipo-p CdTe. Estas capas son extremadamente delgadas, depositado en una cámara de vacío molécula por molécula sobre el vidrio. Por lo tanto se utiliza muy poco material semiconductor (alrededor del 2% en comparación con las células de silicio cristalino) que reduce en gran medida los costos del producto. Esta disposición establece un campo eléctrico entre las regiones P y de tipo n similares a los campos creados en las células de silicio cristalino. Los mismos principios se generan una tensión y la corriente eléctrica

TÉCNICAS DE DEPOSICIÓN 

• Sublimación espacio cerrado (CSS) ; se utiliza para producir las células de más alta eficiencia hasta el momento, se basa en la disociación reversible de los materiales a altas temperaturas de por ejemplo,

2CdTe (s) = Cd (g) + Te 2 (g)

La fuente es de un área grande y se coloca cerca del sustrato. El sustrato se mantiene a una temperatura elevada (pero por debajo de la de la fuente) de tal manera que los vapores elementales no se convertirán en depositada sobre el sustrato, pero la forma de compuesto voluntad, debido a su presión de vapor de equilibrio inferior[4].

• Deposición baño químico (CBD) utiliza para depositar películas de CdS, e implica la producción de los iones necesarios en una solución por medios químicos, que se combinan y precipitan sobre el sustrato si se cumplen las condiciones de equilibrio necesarias. Por ejemplo, los iones de cadmio pueden ser producidos por la hidrólisis de Cd (OH) 2 : Cd (OH) 2 = Cd 2 

+ + 2 (OH) 

Modulo CdTePeor caso Mal caso Mejor caso

Capa de CdS m) 0.2 0.15 0.1

Capa de CdTe(m) 4 2 1

Eficiencia de la celda (%)

10 15 18

Limites de trabajo

Tensión máxima para el sistema 600 V dc

Temperatura de operación del modulo -40°C a+90°C

Condiciones de viento 130 Km/hr

Tabla 1. Características de eficacia de un panel CdTe

Tabla 2. rango de operación de un panel CdTe

COSTOS

• First Solar es el mayor productor de módulos de placa delgada y sus proceso de fabricación continua a diferencia de procesamiento por lotes. El tiempo total para hacer un módulo solar es de 2,5 horas de vidrio al módulo a cabo. Materiales de bajo costo de semiconductores, el proceso de fabricación continua, y los beneficios de escala permiten First Solar para embarcarse en un programa de mejora continua de costos que ha demostrado ser el mejor de la industria. Costo por vatio en 2012 era una industria líder en 0,66 dólares por vatio por debajo de 1,08 dólares en 2008. Su mejor planta era $ 0.64. (Costo por números vatios excluye infrautilización y actualizaciones.) El objetivo de la empresa es estar bajo 0,55 dólares en 2015 y este ascenderá a unos $ 0,40 en 2017[5].

VENTAJAS Y DESVENTAJAS

Ventajas Desventajas

Barata su fabricación Niveles de menor eficiencia

Buen partido con la luz del sol

Fuente de telurio

El cadmio es abundante Toxicidad de cadmio

REFERENCIAS

• [1] Tyan and Albuerne 16 IEEE; especialistas fotovoltaicos; Conf 1982

• [2] Wu,X et al ;16.5% eficiencia CdT/CdTe poli cristalino filtro de la célula solar. Conferencia Energía Solar Fotovoltaica Europea, Múnich(2001)

• [3] Mendoza Pérez Desarrollo de celdas solares, prototipo de CdTe con CdS procesado por baño químico; (2007).

• [5]portal de información de firts solar .

GRACIAS POR SU ATENCIÓN