Fotovoltaična naprava za sončne celice kadmij telurid

Sončna celica kadmij telurid, imenovana tudi fotovoltaika kadmijevega telurida ali tanki film kadmijev teluridfotonapetostna naprava, ki proizvaja svetlobo s pomočjo tankega filma kadmijevega telurida (CdTe). Sončne celice CdTe se od fotovoltaičnih tehnologij kristalnega silicija razlikujejo po tem, da za pretvorbo absorbirane svetlobne energije v elektrone uporabljajo manjšo količino polprevodnika - tanek film. Čeprav so sončne celice CdTe manj učinkovite od naprav iz kristalnega silicija, jih je mogoče ceneje izdelati, tehnologija pa lahko preseže silicij v smislu stroškov na kilovat nameščene zmogljivosti. Čeprav tehnologije tankih filmov predstavljajo majhen delež na trgu fotonapetostnih naprav, naj bi ta segment hitro narasel, saj obstaja veliko zanimanja za razvoj novih proizvodnih metod, ki bi lahko sprostile ekonomijo obsega.

Prva tehnologija tankega filma, ki so jo razvili, je bil amorfni silicij, kjer je silicij naključno odložen na podlago (v nasprotju z navadnimi kristalnimi rešetkami, ki jih vidimo v rezinastih kristalih). Ta tehnologija je imela nekaj težav: postopek odlaganja silicija na podlago je bil dolgotrajen in drag, celice pa neučinkovite. Tehnologija tankega filma CdTe je za približno 11 odstotkov učinkovitejša od amorfnega silicija, saj je njegova vrzel (energija, potrebna za vzbujanje elektrona iz njenega atoma v stanje, kjer se lahko elektron prosto giblje), znašala 1,4 volta in se tako ujema s sončnim spektrom zelo dobro. Prav tako je veliko bolj ugodna za množično proizvodnjo, saj se tanka folija CdTe lahko hitro odloži na podlago in je tehnologija visoke prepustnosti. Vsaka celica vsebuje stičišče kadmijevega sulfida, n-dopiranega, znanega kot "okenska plast", na vrhu p-dopirane plasti kadmijevega telurida, imenovane "absorber". Prozoren prevodni prednji kontakt pokriva kadmijev sulfid, CdTe pa je v stiku s prevodno zadnjo površinsko podlago.

Kljub svojemu potencialu se je elektronska industrija lotila poskuša odstraniti elementarni kadmij iz osebne elektronike, ker je kadmij kumulativni strup. V Evropi je zakonodaja o omejevanju nevarnih snovi (RoHS) zelo učinkovita pri odstranjevanju kadmija iz elektronskih naprav zaradi vplivov na zdravje. Kadmij ne predstavlja le zdravstvenega tveganja za potrošnike, ampak je nevaren tudi za rudarje med pridobivanjem surovin, za delavce, ki gradivo gradijo, in ob koncu življenjske dobe med odlaganjem.

Zagovorniki trdijo, da je kadmij v obliki tanke filmske sončne celice bolj stabilen in manj topen kot v drugi elektroniki in da bi bilo tveganje za zdravje in okolje majhno, saj so zlitine zajete v module. Vendar se pojavljajo pomisleki glede izluževanja kadmija iz pokvarjenih modulov. Čeprav je bilo ugotovljeno, da bo recikliranje zaprte zanke odpravilo vse pomisleke glede odstranjevanja do konca življenjske dobe, kritiki poudarjajo, da tudi reciklirani zaprti krogi ne povrnejo vsega.