一文讀懂什么是碲化鎘光伏板

隨著人們對(duì)可再生能源的關(guān)注度不斷提高，太陽(yáng)能電池作為未來(lái)清潔能源的重要來(lái)源之一。目前，最常用的太陽(yáng)能電池是以晶體硅為基礎(chǔ)的太陽(yáng)能電池，但是除了晶體硅電池備受關(guān)注之外，以碲化鎘為吸收層的薄膜電池同樣受到業(yè)界聚焦。那么，碲化鎘太陽(yáng)能電池究竟是何方神圣？它的制作原理、應(yīng)用領(lǐng)域又是什么呢？

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什么碲化鎘？

碲化鎘（CdTe）是一種重要的Ⅱ-Ⅵ族化合物半導(dǎo)體材料，形狀呈黑色晶體顆粒或粉末，熔點(diǎn)達(dá)1092℃，相對(duì)分子量240，晶體結(jié)構(gòu)為閃鋅礦型，具有直接躍遷型能帶結(jié)構(gòu)。其晶格常數(shù)為0.6481nm，禁帶寬度為1.45eV，室溫電子遷移率為1050 c㎡/(Vs)，室溫空穴遷移率為80 c㎡/(Vs)。

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碲化鎘太陽(yáng)能板的組成和發(fā)電原理？

碲化鎘太陽(yáng)能電池主要是利用薄膜沉積技術(shù)，將碲化鎘薄膜沉積在導(dǎo)電基底上，然后通過(guò)摻雜、蒸鍍等工藝，實(shí)現(xiàn)PN結(jié)的制作。

碲化鎘太陽(yáng)能電池的工作原理主要是基于光電效應(yīng)。碲化鎘太陽(yáng)能電池通過(guò)吸收太陽(yáng)光來(lái)激發(fā)電子，從而產(chǎn)生電流。當(dāng)太陽(yáng)光線照射到碲化鎘太陽(yáng)能電池表面時(shí)，光子穿過(guò)玻璃或塑料基板，與碲化鎘薄膜中的電子發(fā)生相互作用，將電子從價(jià)帶中激發(fā)到導(dǎo)帶中，產(chǎn)生電子-空穴對(duì)在電場(chǎng)作用下，電子和空穴被分離，電子向負(fù)極移動(dòng)，而空穴向正極移動(dòng)。這種分離使得電子和空穴分別聚集在負(fù)極和正極上。聚集在負(fù)極和正極的電子和空穴通過(guò)導(dǎo)線連接形成電流。由于電子和空穴的移動(dòng)，它們?cè)陧诨k薄膜中產(chǎn)生電流，從而將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能。

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碲化鎘應(yīng)用情景

1.BIPV建筑一體化

利用碲化鎘（CdTe）薄膜太陽(yáng)能電池技術(shù)與玻璃結(jié)合制成的“發(fā)電玻璃”最具競(jìng)爭(zhēng)力和發(fā)展?jié)摿?，且已在?guó)內(nèi)外多個(gè)建筑項(xiàng)目得到應(yīng)用，在降低建筑能耗及成本、減少二氧化碳排放、緩解建筑電力需求等方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。利用碲化鎘太陽(yáng)能電池技術(shù)與大面積的玻璃立面、門窗相結(jié)合，使建筑玻璃也能夠產(chǎn)能發(fā)電，實(shí)現(xiàn)建筑光伏一體化。這種應(yīng)用方式具有降低建筑能耗及成本、減少二氧化碳排放、緩解建筑電力需求等優(yōu)勢(shì)。

2.柔性光伏組件

碲化鎘太陽(yáng)能電池可以制備成輕便、可彎折的柔性薄膜。這種便捷的“輕量級(jí)“太陽(yáng)能電池可以降低運(yùn)輸和搭載的成本，在太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)、航天器和人造衛(wèi)星上具有光明的應(yīng)用前景。

3.其他領(lǐng)域

碲化鎘太陽(yáng)能電池還可以應(yīng)用于光伏車棚，太陽(yáng)能燈具、太陽(yáng)能充電器等領(lǐng)域。

審核編輯 黃宇