Фотовольтаика из теллурида кадмия - Cadmium telluride photovoltaics

Фотоэлектрическая батарея из солнечных панелей с теллуридом кадмия (CdTe)

Теллурид кадмия (CdTe) фотогальваника описывает фотоэлектрический (PV) технология, основанная на использовании теллурид кадмия в тонком полупроводник слой, предназначенный для поглощения и преобразования солнечного света в электричество.[1] Теллурид кадмия PV является единственным тонкопленочная технология с меньшими затратами, чем обычные солнечные батареи сделано из кристаллический кремний в мультиваттных системах.[1][2][3]

На основе жизненного цикла CdTe PV имеет наименьший углеродный след, наименьшее потребление воды и наименьшее время срок окупаемости энергии любой современной фотоэлектрической технологии.[4][5][6] Срок окупаемости энергии CdTe менее года позволяет быстрее сократить выбросы углерода без краткосрочного дефицита энергии.

Токсичность кадмий - это экологическая проблема, которая смягчается переработкой модулей CdTe по окончании их срока службы,[7] хотя по-прежнему существуют сомнения относительно утилизации модулей CdTe[8][9] и общественное мнение скептически относится к этой технологии.[10][11] Использование редких материалов также может стать ограничивающим фактором для промышленного масштабирования технологии CdTe в среднесрочной перспективе. Обилие теллур - из которых теллурид является анионный форма - сравнима с платиной в земной коре и вносит значительный вклад в стоимость модуля.[12]

Фотоэлектрические элементы CdTe используются в некоторых самый большой в мире фотоэлектрические электростанции, такой как Топаз солнечная ферма. На долю технологии CdTe, на которую приходилось 5,1% мирового производства фотоэлектрических элементов, приходилось более половины рынка тонких пленок в 2013 году.[13] Известным производителем тонкопленочной технологии CdTe является компания First Solar, основанный в Темпе, Аризона.

Фон

Поперечное сечение тонкопленочного солнечного элемента из CdTe.

Доминирующая фотоэлектрическая технология всегда была основана на кристаллический кремний вафли. Тонкие пленки и концентраторы были ранние попытки снизить затраты. Тонкие пленки основаны на использовании более тонких полупроводник слои 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 была аморфный кремний. Однако эта технология страдает низкой эффективностью и низкой скоростью наплавки (что приводит к высоким капитальным затратам). Вместо этого в 2007 году рынок фотоэлектрических систем достиг примерно 4 гигаватт, причем почти 90% продаж составлял кристаллический кремний.[14] По оценкам того же источника, в 2007 году было установлено около 3 гигаватт.

В этот период теллурид кадмия и диселенид меди-индия или СНГ-сплавы оставались в разработке. 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] CdTe ячейка эффективность приближается к 20% в лаборатории с рекордным показателем в 22,1% по состоянию на 2016 год.[16]

История

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. Простой гетеропереход разработана конструкция, в которой CdTe p-типа сочетается с сульфид кадмия (CdS). Ячейка была дополнена добавлением верхнего и нижнего контактов. Первыми лидерами эффективности клеток CdS / CdTe были GE в 1960-х, а затем Kodak, Моносолнечный, Мацусита, и AMETEK.[нужна цитата ]

К 1981 году Kodak использовала сублимация в ближнем космосе (CSS) и сделали первые 10%[требуется разъяснение ] ячеек и первых многокамерных устройств (12 ячеек, КПД 8%, 30 см2).[23] Моносолнечный[24] и АМЕТЕК[25] использовал электроосаждение, популярный ранний метод. Мацусита началась с снимок экрана 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. Эти продукты требуют более высоких токов, чем маленькие элементы, и было обнаружено, что дополнительный слой, называемый прозрачный проводящий оксид (TCO), может облегчить движение тока через верхнюю часть ячейки (вместо металлической сетки). Один такой TCO, оксид олова, был доступен для других целей (термоотражающие окна). Оксид олова, который стал более проводящим для фотоэлектрических модулей, стал и остается нормой в фотоэлектрических модулях CdTe.

Шкала полезности Солнечный парк Вальдполенц в Германии используются фотоэлектрические модули CdTe

CdTe клетки достигли более 15%[требуется разъяснение ] в 1992 году, добавив буферный слой к стеку TCO / CdS / CdTe, а затем разбавил CdS, чтобы пропускать больше 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 / см2 света, или около 20% света, используемого устройством CdTe. Дополнительный слой не повлиял на другие свойства устройства.[26]

В начале 1990-х другие игроки показали смешанные результаты.[26] Golden Photon удерживал рекорд в течение короткого периода времени для лучшего модуля CdTe, измеренного в NREL на уровне 7,7% с использованием метода напыления. Мацусита получил 11%[требуется разъяснение ] эффективность модуля с помощью CSS, а затем отказалась от технологии. Аналогичная эффективность и судьба в конечном итоге произошли с BP Solar. BP использовала электроосаждение (унаследованное от Monosolar окольным путем при покупке СОХИО, Покупатель Monosolar). Компания BP Solar отказалась от CdTe в ноябре 2002 года.[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]

CdTe стартапы включают Каликсо[29] (ранее принадлежала Q-Cells), PrimeStar Solarв Арваде, штат Колорадо (приобретена First Solar у GE),[30] Аренди (Италия).[нужна 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 из CdTe на гибких подложках и продемонстрировала эффективность элементов 13,5% и 15,6% для гибких пластиковая пленка и стеклянные подложки соответственно.[32]

SCI и First Solar

Главный коммерческий успех был достигнут компанией Solar Cells Incorporated (SCI). Его основатель, Гарольд Макмастер, предусматривала производство недорогих тонких пленок в больших масштабах. Попробовав аморфный кремний, он перешел на CdTe по настоянию Джима Нолана и основал Solar Cells Inc., которая позже стала First Solar.[33] Макмастер отстаивал CdTe за его высокоскоростную обработку с высокой пропускной способностью. SCI перешел от адаптации метода CSS, а затем перешел 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 модуля был скромным, около 7%. Коммерческий продукт стал доступен в 2002 году. В 2005 году производство достигло 25 мегаватт.[36] Компания произведена в Перрисбург, Огайо и Германия.[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]

Технологии

Эффективность ячейки

Солнечная батарея эффективность

В августе 2014 года First Solar анонсировала устройство с 21,1% эффективность преобразования.[40] В феврале 2016 года компания First Solar объявила, что достигла рекордной эффективности преобразования в 22,1% в своих элементах CdTe. В 2014 году рекордный КПД модуля был также увеличен First Solar с 16,1% до 17,0%.[41] В это время компания прогнозировала, что к 2017 году средняя эффективность модуля производственной линии для ее CdTe PV составит 17%, но к 2016 году они прогнозировали эффективность модуля примерно на 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

Оптимизация процесса повысила производительность и снизила затраты. Улучшения включены более широкие субстраты (поскольку капитальные затраты масштабируются сублинейно и затраты на установку могут быть сокращены), более тонкие слои (для экономии материала, электроэнергии и времени обработки) и лучшее использование материала (для экономии материалов и затрат на очистку). Стоимость модуля CdTe в 2014 году составила около 72 долларов за 1 квадратный метр (11 квадратных футов),[45] или около 90 долларов за модуль.[нужна цитата ]

Температура окружающей среды

Эффективность модулей измеряется в лабораториях при стандартной температуре испытаний 25 ° C, однако в полевых условиях модули часто подвергаются воздействию гораздо более высоких температур. Относительно низкий температурный коэффициент CdTe защищает характеристики при более высоких температурах.[46][47][48] В фотоэлектрических модулях CdTe сокращение вдвое меньше, чем у модулей из кристаллического кремния, что приводит к увеличению годовой выработки энергии на 5-9%.[49]

Солнечное отслеживание

Почти вся тонкая пленка фотоэлектрический модульные системы на сегодняшний день несолнечное отслеживание, потому что производительность модуля была слишком низкой, чтобы компенсировать капитальные и эксплуатационные расходы трекера. Но относительно недорогие одноосные системы слежения могут увеличить выходную мощность на 25% на установленный ватт.[50] Кроме того, в зависимости от прироста энергии Tracker, 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, лучше соответствующее дневным пикам.

Материалы

Кадмий

Кадмий (Cd), а токсичный тяжелый металл считается опасным веществом, является побочным продуктом добычи, плавления и обогащения сульфидных руд цинка в процессе рафинирование цинка, и поэтому его производство не зависит от рыночного спроса на фотоэлектрические панели. 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 заключены в солнечные модули CdTe PV на долгие годы. Значительный рост в секторе фотоэлектрических систем CdTe может снизить глобальные выбросы кадмия за счет вытеснения угля и нефти.[52]

Теллур

Теллур (Te) оценки добычи и запасов подвержены неопределенности и значительно различаются. Теллур - редкий, умеренно токсичный металлоид, который в основном используется в качестве механической добавки для стали. Те почти исключительно получают как побочный продукт при рафинировании меди, в меньших количествах - при производстве свинца и золота. Лишь небольшое количество, примерно 800 метрических тонн.[53] в год, есть в наличии. В соответствии с 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 вторичного использования 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 Синьцзюй, Китай[57] а также в Мексике и Швеции.[58] В 1984 году астрофизики определили теллур как самый распространенный элемент во Вселенной, имеющий атомный номер старше 40 лет.[59][60] Некоторые подводные хребты богаты теллуром.[60][61]

Хлорид кадмия / хлорид магния

Изготовление ячейки CdTe включает тонкое покрытие с хлорид кадмия (CdCl
2) для повышения общей эффективности ячейки. Хлорид кадмия токсичен, относительно дорог и хорошо растворяется в воде, что создает потенциальную угрозу окружающей среде при производстве. В 2014 году исследование обнаружило, что обильные и безвредные хлорид магния (MgCl
2) работает так же хорошо, как хлорид кадмия. Это исследование может привести к созданию более дешевых и безопасных клеток CdTe.[62][63]

Безопасность

Сами по себе кадмий и теллур токсичны и канцерогенны, 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 высвобождения кадмия, если стекло не разбито.[65][66] Все другие виды использования и воздействия, связанные с кадмием, незначительны и аналогичны по характеру и величине воздействию других материалов в более широкой цепочке создания стоимости фотоэлектрической энергии, например, токсичных газов, свинца. припаять, или растворители (большинство из которых не используются в производстве CdTe).[67][68]

Границы зерен

Граница зерен - это граница между двумя зернами кристаллического материала, возникающая при встрече двух зерен. Они представляют собой разновидность кристаллического дефекта. Часто предполагают, что промежуток в разомкнутой цепи, наблюдаемый в CdTe, по сравнению как с монокристаллическим GaAs, так и с теоретическим пределом, может быть каким-то образом отнесен к границам зерен внутри материала. Однако был проведен ряд исследований, которые показали, что не только ГБ не вредны для производительности, но и могут быть полезны в качестве источников расширенного 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 отходов

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 дорогостоящих материалов. SENSE (Оценка устойчивости систем солнечной энергии) и RESOLVED (Восстановление ценных материалов SOLar, обогащение и обеззараживание) являются процедурами, финансируемыми Европой. 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 рекуперированы 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 переработки включают вулканизацию-вакуумная перегонка и Двойной зеленый процесс. Вулканизация-вакуумная перегонка была предложена в качестве возможного процесса рециркуляции для получения Te и может извлекать Те с чистотой до 99,92%.[72] Двойной зеленый процесс почти полностью состоит из механических процессов.[73]

Из-за экспоненциальной рост фотовольтаики количество установленных по всему миру Фотоэлектрические системы значительно увеличился. 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 / м2 до -12 МДж / м2, снижение примерно на 93 МДж / м2, а по потенциалу глобального потепления от 6 кг CO2-экв. / м2 до -2,5 CO2-экв. / м2, сокращение примерно на -8,5 CO2-экв. / м2. 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

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

Фотоэлектрические элементы могут помочь в сокращении токсичных выбросов и загрязнения, вызванного ископаемое топливо.[70] Выбросы от ископаемого топлива, которые влияют на глобальный климат, например Оксид азота (НЕТИкс), Углекислый газ (CO2) и Диоксид серы (ТАК2) не исходят из PV. Один гигаватт-час электроэнергии, произведенной с помощью фотоэлектрических систем, снизит выбросы SO2 на 10 тонн, НЕТИкс на 4 тонны и CO2 на 1000 тонн по сравнению с углем.[77]

Клетки CdTe считаются как токсичными, так и канцерогенный при вдыхании или проглатывании, поскольку Cd является токсичным соединением Администрацией США по охране труда. 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 выхлопных газов при менее эффективных методах производства.[77]

В течение срока службы модуля он не выделяет никаких частиц или паров, если используется по назначению. Единственный способ освободить законченный модуль от пыли или пара - это его зажечь или растереть в мелкую пыль. При воздействии температур около 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 вышли из строя элюирующие тесты 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 биоразлагаемостью.[71]

Жизнеспособность рынка

В Топаз солнечная ферма использует 9 миллионов CdTe-модулей. Это было крупнейшая в мире фотоэлектрическая электростанция в 2014.

Успех фотоэлектрических систем с теллуридом кадмия был достигнут благодаря низкой стоимости, достижимой с помощью технологии CdTe, что стало возможным 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 за ватт (включая землю и здания).[79]

Известные системы

Было заявлено, что фотоэлектрические решения на основе CdTe для коммунальных предприятий могут 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 больших фотоэлектрических систем First Solar CdTe были заявлены как конкурентоспособные с другими формами солнечной энергии:

  • 290-мегаватт (МВт) Проект Agua Caliente в Аризоне - один из крупнейших фотоэлектрическая электростанция когда-либо построенный. Agua Caliente предлагает возможности управления, прогнозирования и планирования энергопотребления First Solar, которые способствуют надежности и стабильности сети.[81][82]
  • 550 МВт Топаз солнечная ферма в Калифорнии, закончил строительство в ноябре 2014 года и был крупнейшая в мире солнечная ферма в то время.[83]
  • Проект First Solar мощностью 13 МВт в Дубай, управляемый Управление энергетики и водоснабжения Дубая, это первая часть Солнечный парк Мохаммеда бин Рашида Аль Мактума, и была крупнейшей фотоэлектрической электростанцией в регионе на момент завершения строительства в 2013 году.[83]
  • Система мощностью 40 МВт, установленная Джуви группа в Солнечный парк Вальдполенц, Германия, на момент своего объявления, была крупнейшей в мире и самой дешевой планируемой фотоэлектрической системой. Цена составила 130 миллионов евро.[84]
  • Система мощностью 128 МВт, установленная Belectric в Темплине, Бранденбург, Германия, в настоящее время является крупнейшей тонкопленочной фотоэлектрической установкой в ​​Европе (по состоянию на январь 2015 г.).[85]
  • На 21 МВт Фотоэлектрическая электростанция Блайт в Калифорнии договор купли-продажи электроэнергии установила цену на произведенную электроэнергию на уровне 0,12 доллара США за кВтч (после применения всех поощрений).[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 работают с перебоями и не отправляемый Как и в случае с природным газом, производители природного газа постоянно подвергаются риску изменения цен на топливо, которого нет у фотоэлектрических систем.
  • Контракт на установку на крыше двух мегаватт с Южная Калифорния Эдисон. Программа SCE предназначена для установки 250 МВт с общей стоимостью 875 миллионов долларов (в среднем 3,5 доллара за ватт) после стимулирования.[87]

Смотрите также

Ссылки и примечания

  1. ^ а б «Публикации, презентации и база данных новостей: теллурид кадмия». Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии.
  2. ^ К. Цвейбель, Дж. Мейсон, В. Фтенакис "Великий солнечный план ", Scientific American, Январь 2008 г. CdTe PV - самый дешевый пример фотоэлектрических технологий, и цены составляют около 16 ¢ / кВтч с учетом солнечного света на юго-западе США.
  3. ^ Дальнейшее упоминание о ценовой конкурентоспособности: "Солнечная энергия становится светлее благодаря 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. Дои:10.1016 / j.rser.2012.11.035. HDL:10397/34975.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  5. ^ В. Фтенакис и Х. К. Ким. (2010). «Использование воды в жизненном цикле при производстве электроэнергии в США». Обзоры возобновляемых и устойчивых источников энергии. 14 (7): 2039–2048. Дои:10.1016 / j.rser.2010.03.008.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  6. ^ де Вильд-Шолтен, Мариска (2013). «Срок окупаемости энергии и углеродный след коммерческих фотоэлектрических систем». Материалы для солнечной энергии и солнечные элементы. 119: 296–305. Дои:10.1016 / j.solmat.2013.08.037.
  7. ^ Фтенакис, 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. Дои:10.1016 / j.rser.2003.12.001. В архиве (PDF) из оригинала от 8 мая 2014 г.
  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 оригинал (PDF) 21 декабря 2014 г.. Получено 23 сентября 2014.
  9. ^ «Водорастворимость теллурида кадмия в фотоэлектрическом модуле, герметизированном стеклом» (PDF). Государственная лаборатория стекловидного тела и AMELIO Solar, Inc. 2011. Архивировано из оригинал (PDF) на 2015-06-26.
  10. ^ "Краткое изложение безопасности тонкой пленки CdTe компании First Solar". greentechmedia.com. 2012-03-19.
  11. ^ Гостевая колонна (25.09.2008). «Кадмий: темная сторона тонкой пленки?». gigaom.com.
  12. ^ «NREL: Анализ производства - Анализ ограничений предложения». nrel.gov. Архивировано из оригинал на 2014-12-21. Получено 2014-12-21.
  13. ^ Фраунгофера ISE Фотоэлектрический отчет, 28 июля 2014 г., стр. 18,19
  14. ^ Различные оценки мирового производства модулей в 2007 г. В архиве 2011-07-25 на Wayback Machine
  15. ^ "NREL: Новости - Рекорд делает тонкопленочные солнечные элементы конкурентоспособными по эффективности кремния". nrel.gov.
  16. ^ "First Solar, Inc. - Новости".
  17. ^ Д. А. Дженни и Р. Х. Бубе (1954). «Полупроводниковый CdTe». Phys. Rev. 96 (5): 1190–1191. Bibcode:1954PhRv ... 96.1190J. Дои:10.1103 / PhysRev.96.1190.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  18. ^ Р. Х. Бубе (1955). «Фотопроводимость сульфида, селенида и теллурида цинка или кадмия». Труды IRE. 43 (12): 1836–1850. Дои:10.1109 / JRPROC.1955.278046. ISSN  0096-8390.
  19. ^ Д. А. Кузано (1963). «Солнечные элементы из CdTe и фотоэлектрические гетеропереходы в соединениях II-VI». Твердотельная электроника. 6 (3): 217–218. Bibcode:1963ССЭле ... 6..217С. Дои:10.1016/0038-1101(63)90078-9.
  20. ^ Б. Гольдштейн (1958). «Свойства фотоэлектрических пленок CdTe». Phys. Rev. 109 (2): 601–603. Bibcode:1958ПхРв..109..601Г. Дои:10.1103 / PhysRev.109.601.2.
  21. ^ Ю. А. Водаков; Г. А. Ломакина; Г. П. Наумов; Ю. П. Маслаковец (1960). «Фотоэлемент с P-N переходом из CdTe». Советская физика, твердое тело. 2 (1): 1.
  22. ^ Р. Колман, 28 июля 1964 г. Патент США 3142586
  23. ^ Ю.С. Тян, 1978, Поликристаллический тонкопленочный фотоэлемент CdS / CdTe, Kodak, Патент США 4,207,119 (EP0006025); Ю. С. Тян и Э. А. Перес-Альберн, 1982, Интегрированная матрица фотоэлектрических элементов с минимальными 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. Базол, Э. Ценг, Р. Л. Род, 1981, Тонкопленочные фотоэлектрические элементы с гетеропереходом и методы их изготовления, Моносолнечные 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 связь от Ametek через Solar Cells Inc. до First Solar. Он имеет патенты Ametek Патент США 4260427 , 1981; Патент США 4710589 , 1987; и патенты SCI / First Solar
  26. ^ а б c К. Цвайбель (1995). «Тонкие пленки прошлого настоящего и будущего» (PDF). Нрел / Тп-413-7486. Дои: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 оригинал на 2008-10-07. Получено 2008-10-09.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  27. ^ Фэрли, П. (2003). "Солнечные кюветы БП тонкопленочные фотоэлектрические". IEEE Spectrum. 40: 18–19. Дои:10.1109 / MSPEC.2003.1159741.
  28. ^ "Бантер ист бессер". antec-solar.de.
  29. ^ "Компания - вчера к завтрашнему дню". Каликсо. Получено 1 августа, 2015. 2011/02 ООО «Солар Филдс» приобретает акции Q-Cells
  30. ^ «First Solar приобретает GE PrimeStar Solar IP, не получает выручку во втором квартале 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. Получено 5 августа 2015.
  33. ^ После долгого ожидания Макмастер присоединился 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 пара, в котором показано движение испаренного кадмия и теллур атомы через закрытый распределитель из карбида кремния: Устройство и метод для нанесения полупроводникового материала, Патент США 6037241. Оба сейчас принадлежат First Solar.
  35. ^ Д. Х. Роуз; и другие. (Октябрь 1999 г.). Технологическая поддержка высокопроизводительной обработки тонкопленочных панелей CdTe (PDF). NREL SR-520-27149. п. Viii (предисловие).
  36. ^ «Годовые уровни производства First Solar». 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 выпуску тонких пленок. bloomberg.com. 2013-08-07
  39. ^ «Первый годовой отчет о солнечной энергии» (PDF).[постоянная мертвая ссылка ]
  40. ^ «First Solar создала рекордно высокоэффективный тонкопленочный фотоэлемент». firstsolar.com. Архивировано из оригинал на 2014-09-09. Получено 2014-08-25.
  41. ^ "First Solar установила мировой рекорд эффективности тонкопленочного модуля - 17,0%". firstsolar.com. Архивировано из оригинал на 2014-03-20. Получено 2014-03-20.
  42. ^ Синха, П. (2013). «Материалы жизненного цикла и управление водными ресурсами для фотоэлектрических систем на основе CdTe». Материалы для солнечной энергии и солнечные элементы. 119: 271–275. Дои:10.1016 / j.solmat.2013.08.022.
  43. ^ «Первые достижения в солнечной энергии достигли рекордной эффективности преобразования 22,1% для солнечного элемента из CdTe». Получено 2016-11-08.
  44. ^ М. Глоклер, И. Санкин, З. Чжао (2013). «Солнечные элементы из CdTe на пороге до 20%». Журнал IEEE по фотогальванике. 3 (4): 1389–1393. Дои:10.1109 / jphotov.2013.2278661.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  45. ^ Это число рассчитывается путем умножения КПД (12,6%) на 1000, чтобы получить выходную мощность ватт на квадратный метр (126 Вт / м2), а затем умножив мощность на заявленную стоимость 0,57 доллара за ватт, чтобы получить 72 доллара за м2
  46. ^ «Регенеративная система энергии». Hanser Verlag. 2012.
  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. Дои:10.1016 / j.solmat.2012.02.019.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  48. ^ Грин, М. (август 2003 г.). «Общая температурная зависимость производительности солнечных элементов и их значение для моделирования устройств». Прогресс в фотоэлектрической технике: исследования и приложения. 11 (5): 333–340. Дои:10.1002 / пункт.496.
  49. ^ Н. Стревель, Л. Триппель, М. Глоклер (август 2012 г.). «Характеристики производительности и превосходный выход энергии первых солнечных фотоэлектрических электростанций в условиях высоких температур». Photovoltaics International.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  50. ^ "Технологические модели и программные средства параболического желоба". 2008-07-25. Архивировано из оригинал на 2008-09-22. Получено 2008-10-14. 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 на каждую единица мощности.
  51. ^ П. Синха и С. Дейли (ноябрь 2013 г.). «Системы слежения повышают экологическую эффективность». Солнечная промышленность. Архивировано из оригинал на 2013-12-13. Получено 2013-12-13.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  52. ^ М. Раугей и В. Фтенакис (2010). «Потоки кадмия и выбросы от CdTe PV: ожидания на будущее». Энергетическая политика. 38 (9): 5223–5228. Дои:10.1016 / j.enpol.2010.05.007.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  53. ^ «Оценка критических ресурсов тонкой пленки». Архивировано из оригинал (файл .doc) на 2009-05-07.
  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. Дои:10.1016 / j.resconrec.2012.09.003.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  57. ^ Публикации компании Sichuan Xinju Mineral Resource Development Co., Китай
  58. ^ Цвайбель, К. (2010). "Влияние поставок теллура на фотоэлектрические системы из теллурида кадмия". Наука. 328 (5979): 699–701. Bibcode:2010Sci ... 328..699Z. Дои:10.1126 / science.1189690. PMID  20448173.
  59. ^ Б. Л. Коэн (1984). «Аномальное поведение содержания теллура». Geochimica et Cosmochimica Acta. 48 (1): 204–205. Bibcode:1984GeCoA..48..203C. Дои: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: мировое 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 космическое содержание так же велико 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. Дои:10.1016 / с0016-7037 (02) 01279-6. Гряды встречаются на глубине 400-4000 м, где течения на протяжении миллионов лет очищали скалы от отложений. Корки… образуют мостовую толщиной до 250 мм.
  62. ^ Карен Филд. «Компонент бобового творога может сократить расходы на солнечные панели». EE Times. 2014 г.
  63. ^ Major, J. D .; Treharne, R.E .; Филлипс, Л. Дж .; Дуроз, К. (2014). "Недорогой нетоксичный этап пост-ростовой активации Cd Te солнечные батареи". Природа. 511 (7509): 334–337. Bibcode:2014Натура.511..334М. Дои:10.1038 / природа13435. PMID  25030171.
  64. ^ "Краткое изложение безопасности тонкой пленки CdTe компании First Solar". Получено 2016-11-08.
  65. ^ В. Фтенакис, М. Фурманн, Дж. Хайзер, В. Ван (2004). Экспериментальное исследование выбросов и перераспределения элементов в фотоэлектрических модулях CdTe при пожарах (PDF). 19-я Европейская конференция по солнечной энергии PV. Париж, Франция. Архивировано из оригинал (PDF) на 2008-10-07.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  66. ^ Бекманн и Менненга (2011). «Расчет выбросов при пожаре в фотоэлектрической системе из модулей теллурида кадмия». Баварское агентство по охране окружающей среды. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  67. ^ В. Фтенакис, Х. К. 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. Дои:10.1016 / j.tsf.2006.12.138.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  68. ^ Д. Х. Роуз; и другие. (1999). «Технологическая поддержка высокопроизводительной обработки тонкопленочных панелей CdTe» (PDF). NREL. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  69. ^ Майор, Джонатан Д. (2016). «Границы зерен в тонкопленочных солнечных элементах CdTe: обзор». Полупроводниковая наука и технологии. 31 (9): 093001. Bibcode:2016SeScT..31i3001M. Дои:10.1088/0268-1242/31/9/093001.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  70. ^ а б c d Джаккетта, Джанкарло; Лепорини, Мариэлла; Маркетти, Барбара (июль 2013 г.). «Оценка экологических преимуществ нового дорогостоящего процесса для управления окончанием срока службы тонкопленочных фотоэлектрических модулей». Журнал чистого производства. 51: 214–224. Дои:10.1016 / j.jclepro.2013.01.022. ISSN  0959-6526.
  71. ^ а б c d Фтенакис, Василис М. (август 2004 г.). «Анализ воздействия кадмия на жизненный цикл при производстве фотоэлектрических панелей CdTe». Обзоры возобновляемых и устойчивых источников энергии. 8 (4): 303–334. Дои: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. Дои: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. Дои:10.1080/19397038.2018.1424963. ISSN  1939-7038.
  74. ^ «Эволюция программы утилизации модулей First Solar» (PDF). FirstSolar. 2013. с. 2. Получено 28 июля, 2015.
  75. ^ ftp://ftp.co.imperial.ca.us/icpds/eir/campo-verde-solar/final/life-cycle-cdte.pdf[постоянная мертвая ссылка ]
  76. ^ Хелд, М. (18 ноября 2009 г.). «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. Дои:10.4229 / 24-еEUPVSEC2009-3CO.7.4.
  77. ^ а б c Фтенакис, В. М .; Московиц, П. Д. (январь 2000 г.). «Фотогальваника: проблемы и перспективы окружающей среды, здоровья и безопасности». Прогресс в фотоэлектрической технике: исследования и приложения. 8 (1): 27–38. Дои: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. ^ Презентация Pacific Crest, 3–5 августа 2008 г.[постоянная мертвая ссылка ]
  80. ^ «Энергосистемы, подключенные к сети». интернет сайт. Первая Солнечная.
  81. ^ «Агуа Калиенте (ограниченный доступ)». Первая Солнечная.
  82. ^ http://www.power-technology.com Самые большие в мире солнечные электростанции, 29 августа 2013 г.[ненадежный источник? ]
  83. ^ а б «Проекты». Первая Солнечная.
  84. ^ "Репортаж на juwi.de" (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 13 января 2012 г. (401 КБ)
  85. ^ "Объявление для прессы Belectric" (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2015-01-13. Получено 2015-01-06. (525 КБ)
  86. ^ «First Solar объявляет о двух солнечных проектах с компанией Southern California Edison». Semiconductor-Today.com. 2008-07-17.
  87. ^ «Калифорнийское коммунальное предприятие для установки 250 МВт солнечной энергии на крыше». SustainableBusiness.com. 27 марта 2008 г.

дальнейшее чтение