الخلايا الكهروضوئية المصنوعة من تيلوريد الكادميوم

📅 آخر تحديث: ٢٩ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٩ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 7 صور
الموسوعة الحرة
مصفوفة الخلايا الكهروضوئية المصنوعة من ألواح شمسية من تيلوريد الكادميوم (CdTe)

تُعدّ الخلايا الكهروضوئية المصنوعة من تيلوريد الكادميوم ( CdTe ) تقنية كهروضوئية تعتمد على استخدام تيلوريد الكادميوم في طبقة رقيقة من أشباه الموصلات ، مصممة لامتصاص ضوء الشمس وتحويله إلى كهرباء. [ 1 ] وتُعتبر هذه الخلايا الكهروضوئية المصنوعة من تيلوريد الكادميوم التقنية الوحيدة ذات الأغشية الرقيقة الأقل تكلفة من الخلايا الشمسية التقليدية المصنوعة من السيليكون البلوري في الأنظمة متعددة الكيلوواط. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] 

على أساس دورة الحياة، تتميز الخلايا الكهروضوئية المصنوعة من كبريتيد الكادميوم (CdTe) بأقل بصمة كربونية ، وأقل استهلاك للمياه، وأقصر فترة استرداد للطاقة مقارنةً بأي تقنية كهروضوئية أخرى متوفرة حاليًا. [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] وتتيح فترة استرداد الطاقة التي تقل عن عام لتقنية CdTe خفضًا أسرع لانبعاثات الكربون دون حدوث نقص في الطاقة على المدى القصير.

تُشكل سمية الكادميوم مصدر قلق بيئي أثناء الإنتاج وعند التخلص من الألواح. قد يُخفف من هذا القلق إعادة تدوير وحدات كادميوم تيلورايد (CdTe) في نهاية عمرها الافتراضي، [ 8 ] نظرًا لوجود شكوك حول إعادة تدويرها [ 9 ] [ 10 ] ، فضلًا عن تشكيك الرأي العام في هذه التقنية. [ 11 ] [ 12 ] كما قد يُصبح استخدام المواد النادرة عاملًا مُحددًا لإمكانية التوسع الصناعي لتقنية CdTe على المدى المتوسط. يُقارن وفرة التيلوريوم - الذي يُعد التيلوريد شكله الأنيوني - بوفرة البلاتين في قشرة الأرض ، مما يُساهم بشكل كبير في تكلفة الوحدة. [ 13 ]

تُستخدم الخلايا الكهروضوئية المصنوعة من كبريتيد الكادميوم والتيلوريوم (CdTe) في بعض أكبر محطات الطاقة الكهروضوئية في العالم ، مثل مزرعة توباز للطاقة الشمسية . وبحصة بلغت 5.1% من إنتاج الطاقة الكهروضوئية العالمي، استحوذت تقنية CdTe على أكثر من نصف سوق الأغشية الرقيقة في عام 2013. [ 14 ]

خلفية

مقطع عرضي لخلية شمسية رقيقة من كبريتيد الكادميوم والتيلوريوم (CdTe).

لطالما اعتمدت تقنية الخلايا الكهروضوئية السائدة على رقائق السيليكون البلورية . وكانت الأغشية الرقيقة والمُركِّزات محاولات مبكرة لخفض التكاليف. تعتمد الأغشية الرقيقة على استخدام طبقات أشباه موصلات أرق لامتصاص ضوء الشمس وتحويله. أما المُركِّزات ، فتُقلِّل عدد الألواح باستخدام العدسات أو المرايا لتوجيه المزيد من ضوء الشمس إلى كل لوح.

كانت تقنية الأغشية الرقيقة الأولى التي شهدت تطورًا واسع النطاق هي السيليكون غير المتبلور . إلا أن هذه التقنية تعاني من انخفاض الكفاءة وبطء معدلات الترسيب (مما يؤدي إلى ارتفاع التكاليف الرأسمالية). في المقابل، بلغ حجم سوق الطاقة الشمسية الكهروضوئية حوالي 4 جيجاوات في عام 2007، حيث شكل السيليكون المتبلور ما يقرب من 90% من المبيعات. [ 15 ] وقدّر المصدر نفسه أن حوالي 3 جيجاوات تم تركيبها في عام 2007.

خلال هذه الفترة، استمر تطوير سبائك تيلوريد الكادميوم وثنائي سيلينيد النحاس والإنديوم (CIS). وقد بدأ إنتاج الأخيرة بكميات تتراوح بين 1 و30 ميغاواط سنويًا نظرًا لكفاءة خلاياها العالية جدًا في المساحات الصغيرة، والتي تقارب 20% في المختبر. [ 16 ] وتقترب كفاءة خلايا تيلوريد الكادميوم من 20% في المختبر، مع تسجيل رقم قياسي بلغ 22.1% في عام 2016. [ 17 ]

تاريخ

يعود تاريخ الأبحاث المتعلقة بكادميوم تيلورايد (CdTe) إلى خمسينيات القرن الماضي، [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] نظرًا لأن فجوة نطاقه (~1.5 إلكترون فولت) تتطابق تقريبًا مع توزيع الفوتونات في الطيف الشمسي من حيث تحويلها إلى كهرباء. وقد تطور تصميم بسيط للوصلة غير المتجانسة، حيث تم فيه مطابقة كادميوم تيلورايد من النوع p مع كبريتيد الكادميوم من النوع n (CdS). واكتملت الخلية بإضافة موصلات علوية وسفلية. وكانت شركة جنرال إلكتريك (GE) من أوائل الشركات الرائدة في كفاءة خلايا CdS/CdTe في ستينيات القرن الماضي، ثم تلتها شركات كوداك ، ومونوسولار، وماتسوشيتا ، وأميتك.

بحلول عام ١٩٨١، استخدمت شركة كوداك تقنية التسامي في حيز مغلق (CSS) وأنتجت أول خلايا بكفاءة ١٠٪ وأول أجهزة متعددة الخلايا (١٢ خلية، بكفاءة ٨٪، بمساحة ٣٠ سم²  ) . [ ٢٤ ] استخدمت شركتا مونوسولار [ ٢٥ ] وأميتك [ ٢٦ ] الترسيب الكهربائي ، وهي طريقة شائعة في بدايات الإنتاج. بدأت شركة ماتسوشيتا بالطباعة الحريرية ، لكنها تحولت في التسعينيات إلى تقنية التسامي في حيز مغلق. وبحلول أوائل الثمانينيات، أنتجت شركات كوداك وماتسوشيتا ومونوسولار وأميتك خلايا بكفاءة تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء تبلغ حوالي ١٠٪. [ ٢٧ ]

شهدت الخلايا الكهروضوئية تطورًا هامًا مع زيادة حجمها لإنتاج وحدات ذات مساحة أكبر. تطلبت هذه الوحدات تيارات أعلى من الخلايا الصغيرة، وقد وُجد أن إضافة طبقة أخرى، تُسمى أكسيدًا موصلًا شفافًا (TCO)، تُسهّل مرور التيار عبر سطح الخلية (بدلًا من الشبكة المعدنية). كان أكسيد القصدير، أحد هذه الأكاسيد الموصلة الشفافة ، مُتاحًا لاستخدامات أخرى (مثل النوافذ العاكسة للحرارة). وبعد تحسين موصليته لتطبيقات الخلايا الكهروضوئية، أصبح أكسيد القصدير، ولا يزال، المعيار في وحدات CdTe الكهروضوئية.

تستخدم محطة الطاقة الشمسية Waldpolenz واسعة النطاق في ألمانيا وحدات CdTe الكهروضوئية

حققت خلايا CdTe كفاءة تزيد عن 15% في عام 1992 بإضافة طبقة عازلة إلى طبقات TCO/CdS/CdTe، ثم ترقيق طبقة CdS للسماح بمرور المزيد من الضوء. استخدم تشو أكسيد القصدير المقاوم كطبقة عازلة، ثم رقّق طبقة CdS من عدة ميكرومترات إلى أقل من نصف ميكرومتر. كانت طبقة CdS السميكة، كما في الأجهزة السابقة، تحجب حوالي 5 مللي أمبير/سم² من الضوء، أي ما يعادل 20% من الضوء الذي يمكن لجهاز CdTe استخدامه. لم تؤثر الطبقة الإضافية على خصائص الجهاز الأخرى. [ 27 ]

في أوائل التسعينيات، شهدت شركات أخرى نتائج متباينة. [ 27 ] احتفظت شركة جولدن فوتون بالرقم القياسي لفترة وجيزة لأفضل وحدة CdTe تم قياسها في المختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL) بنسبة 7.7% باستخدام تقنية الترسيب بالرش. ادعت شركة ماتسوشيتا كفاءة وحدة بنسبة 11% باستخدام تقنية الترسيب بالرش، ثم تخلت عن هذه التقنية. وحدث مصير مماثل لشركة بي بي سولار. استخدمت بي بي تقنية الترسيب الكهربائي (التي ورثتها من مونوسولار بطريقة غير مباشرة عند استحواذها على شركة سوهيو ، الشركة التي استحوذت على مونوسولار). تخلت بي بي سولار عن تقنية CdTe في نوفمبر 2002. [ 28 ] تمكنت شركة أنتك من إنتاج وحدات بكفاءة تقارب 7%، لكنها أفلست عندما بدأت الإنتاج التجاري خلال فترة انكماش حاد وقصير في السوق عام 2002. ومع ذلك، وحتى عام 2014، كانت أنتك لا تزال تنتج وحدات CdTe الكهروضوئية. [ 29 ]

تشمل الشركات الناشئة في مجال خلايا CdTe شركة Calyxo [ 30 ] (التي كانت مملوكة سابقًا لشركة Q-Cells)، وشركة PrimeStar Solar في أرفادا، كولورادو (التي استحوذت عليها شركة First Solar من شركة GE)، [ 31 ] وشركة Arendi (إيطاليا). وبإضافة شركة Antec، يبلغ إجمالي إنتاجها أقل من 70 ميغاواط سنويًا. [ 32 ] ويركز معهد Empa ، وهو المختبر الفيدرالي السويسري لاختبار المواد والبحوث، على تطوير خلايا CdTe الشمسية على ركائز مرنة، وقد أظهر كفاءة للخلايا بلغت 13.5% و15.6% على ركائز من رقائق بلاستيكية مرنة وزجاج، على التوالي. [ 33 ]

شركة SCI وشركة First Solar

حققت شركة Solar Cells Incorporated (SCI) نجاحًا تجاريًا كبيرًا. فقد تخيّل مؤسسها، هارولد ماكماستر ، إنتاج أغشية رقيقة منخفضة التكلفة على نطاق واسع. وبعد تجربة السيليكون غير المتبلور، انتقل إلى استخدام كبريتيد الكادميوم والتيلوريوم (CdTe) بناءً على نصيحة جيم نولان، وأسس شركة Solar Cells Inc. التي أصبحت فيما بعد First Solar . [ 34 ] دافع ماكماستر عن كبريتيد الكادميوم والتيلوريوم (CdTe) نظرًا لسرعة ودقة معالجته. وفي فبراير 1999، باع ماكماستر الشركة إلى شركة True North Partners، التي أطلقت عليها اسم First Solar . [ 35 ]

واجهت شركة فيرست سولار في سنواتها الأولى بعض الصعوبات، وكانت كفاءة وحداتها الأولية متواضعة، حوالي 7%. وأصبح المنتج التجاري متاحًا في عام 2002. وبلغ الإنتاج 25 ميغاواط في عام 2005. [ 36 ] وكانت الشركة تُصنّع منتجاتها في بيريزبورغ، أوهايو ، وفي ألمانيا. [ 37 ] وفي عام 2013، استحوذت فيرست سولار على تقنية الألواح الشمسية الرقيقة من جنرال إلكتريك مقابل حصة 1.8% في الشركة. [ 38 ] واليوم، تُصنّع فيرست سولار أكثر من 3 غيغاواط بمتوسط ​​كفاءة للوحدات بلغ 16.4% في عام 2016. [ 39 ]

تستخدم شركة First Solar عملية ترسيب نقل البخار عالية السرعة بدلاً من عملية التسامي في الفضاء المغلق (CSS) لترسيب كبريتيد الكادميوم والتيلوريوم (CdTe). وهي نوع من أنواع الترسيب الفيزيائي للبخار ، حيث يتسامى كبريتيد الكادميوم والتيلوريوم أولاً في منطقة علوية. ثم يتدفق غازا الكادميوم والتيلوريوم عبر منطقة سفلية أكثر برودة، حيث يتكثفان على الركيزة لتشكيل كبريتيد الكادميوم والتيلوريوم الصلب. [ 40 ] تُفضل هذه العملية على عملية التسامي في الفضاء المغلق لأنها تُنتج أغشية ذات تجانس أكبر، وتسمح بالترسيب على أي شكل من أشكال الركيزة. [ 41 ]

تكنولوجيا

كفاءة الخلية

كفاءة الخلايا الشمسية

في أغسطس 2014، أعلنت شركة فيرست سولار عن جهاز بكفاءة تحويل بلغت 21.1% . [ 42 ] وفي فبراير 2016، أعلنت الشركة عن تحقيقها رقماً قياسياً جديداً في كفاءة تحويل خلايا كادميوم تيلورايد (CdTe) بلغ 22.1%. وفي عام 2014، رفعت فيرست سولار أيضاً الرقم القياسي لكفاءة الوحدة من 16.1% إلى 17.0%. [ 43 ] في ذلك الوقت، توقعت الشركة أن يبلغ متوسط ​​كفاءة وحدة خط الإنتاج لخلايا CdTe الكهروضوئية 17% بحلول عام 2017، ولكن بحلول عام 2016، توقعت الشركة أن تصل كفاءة الوحدة إلى حوالي 19.5%. [ 44 ] [ 45 ]

لتحقيق هذه الكفاءة القياسية العالية التي تبلغ 22%، تُستخدم عملية السبائك لضبط فجوة النطاق. يُستخدم مركب يحتوي على السيلينيوم في كبريتيد الكادميوم والتيلوريوم (CdTe) في الخلية الشمسية لتحسين استجابة الكفاءة الكمية لأطوال موجية معينة من الضوء، بالإضافة إلى كبريتيد الكادميوم والتيلوريوم غير المخلوط. [ 46 ] ويُعدّ استخدام أكسيد المغنيسيوم والزنك (MZO) داخل الخلية عاملاً رئيسياً آخر في هذه الزيادة الكبيرة في الكفاءة. في خلية تستخدم بنية CdSeₓTe₁₋ₓ / CdTe ، يمكن استخدام MZO بدلاً من كبريتيد الكادميوم ( CdS). يُعدّ CdS مصدراً لامتصاص غير فعال، بينما يتميز MZO بفجوة نطاق قابلة للتعديل يمكن تحسينها لتحقيق شفافية عالية وتوافق جيد مع CdSeₓTe₁₋ₓ . [ 47 ]

تحسين العمليات

أدى تحسين العمليات إلى زيادة الإنتاجية وخفض التكاليف. وشملت التحسينات استخدام ركائز أعرض (نظرًا لأن تكاليف رأس المال تتناسب عكسيًا مع تكاليف التركيب، مما يسمح بتقليل تكاليف التركيب)، وطبقات أرق (لتوفير المواد والكهرباء ووقت المعالجة)، واستخدامًا أفضل للمواد (لتوفير تكاليف المواد والتنظيف). بلغت تكلفة وحدات CdTe في عام 2014 حوالي 72 دولارًا أمريكيًا للمتر المربع (11 قدمًا مربعًا ) ، [ 48 ] أو حوالي 90 دولارًا أمريكيًا للوحدة الواحدة.  

درجة الحرارة المحيطة

تُقاس كفاءة الوحدات في المختبرات عند درجات حرارة اختبار قياسية تبلغ 25  درجة مئوية، إلا أن الوحدات في الواقع العملي تتعرض غالبًا لدرجات حرارة أعلى بكثير. ويساهم معامل درجة الحرارة المنخفض نسبيًا لمادة كادميوم تيلورايد (CdTe) في الحفاظ على الأداء عند درجات الحرارة المرتفعة. [ 49 ] [ 50 ] [ 51 ] وتشهد وحدات CdTe الكهروضوئية انخفاضًا في الكفاءة بمقدار النصف مقارنةً بوحدات السيليكون البلوري، مما يؤدي إلى زيادة في إنتاج الطاقة السنوي بنسبة 5-9%. [ 52 ]

تتبع الشمس

معظم أنظمة الألواح الكهروضوئية الرقيقة المتوفرة حتى الآن لا تعتمد على تتبع الشمس ، لأن إنتاجية الألواح كانت منخفضة جدًا بحيث لا تُغطي تكاليف رأس المال والتشغيل لأجهزة التتبع. لكن أنظمة التتبع أحادية المحور، ذات التكلفة المنخفضة نسبيًا، قادرة على زيادة الإنتاج بنسبة 25%. [ 53 ] إضافةً إلى ذلك، وبحسب كسب الطاقة في جهاز التتبع، يمكن تحسين الكفاءة البيئية الإجمالية للنظام الكهروضوئي عن طريق خفض تكاليف النظام وتأثيراته البيئية. [ 54 ] وهذا يعتمد على المناخ. كما يُنتج التتبع مستوى إنتاج أكثر استقرارًا حول منتصف النهار، ما يُحسّن التوافق مع ذروة الإنتاج في فترة ما بعد الظهر.

مواد

الكادميوم

الكادميوم (Cd) ، وهو معدن ثقيل سام يُصنف كمادة خطرة، يُعدّ منتجًا ثانويًا ناتجًا عن تعدين وصهر وتكرير خامات الزنك الكبريتية أثناء عملية تكرير الزنك ، ولذلك فإن إنتاجه لا يعتمد على طلب سوق الطاقة الشمسية الكهروضوئية. توفر وحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية المصنوعة من كبريتيد الكادميوم والتيلوريوم (CdTe) استخدامًا مفيدًا وآمنًا للكادميوم الذي كان سيُخزن لاستخدامه لاحقًا أو يُتخلص منه في مكبات النفايات كنفايات خطرة. يمكن تحويل المنتجات الثانوية للتعدين إلى مركب CdTe مستقر وتغليفه بأمان داخل وحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية المصنوعة من CdTe لسنوات. من شأن النمو الكبير في قطاع الطاقة الشمسية الكهروضوئية المصنوعة من CdTe أن يُسهم في خفض انبعاثات الكربون العالمية عن طريق استبدال توليد الطاقة بالفحم والنفط. [ 55 ]

التيلوريوم

تخضع تقديرات إنتاج واحتياطيات التيلوريوم (Te) لعدم اليقين وتختلف اختلافًا كبيرًا. التيلوريوم عنصر نادر، شبه فلزي، ذو سمية طفيفة، ويُستخدم بشكل أساسي كمادة مضافة في عمليات تصنيع الفولاذ . يُستخرج التيلوريوم بشكل شبه حصري كمنتج ثانوي لتكرير النحاس، مع كميات أقل من إنتاج الرصاص والذهب. لا تتوفر منه سوى كمية ضئيلة، تُقدر بنحو 800 طن متري [ 56 ] سنويًا. ووفقًا لهيئة المسح الجيولوجي الأمريكية ، بلغ الإنتاج العالمي في عام 2007 نحو 135 طنًا متريًا [ 57 ] . ويتطلب إنتاج 1 جيجاوات من وحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية المصنوعة من كادميوم تيلورايد (CdTe) حوالي 93 طنًا متريًا (بكفاءات وسماكات حالية). [ 58 ] بفضل تحسين كفاءة استخدام المواد وزيادة إعادة تدوير الخلايا الكهروضوئية، يمتلك قطاع الخلايا الكهروضوئية المصنوعة من كادميوم تيلورايد (CdTe) القدرة على الاعتماد كليًا على التيلوريوم المُستخلص من الوحدات المُعاد تدويرها والمنتهية الصلاحية بحلول عام 2038. [ 59 ] في العقد الماضي ، تم اكتشاف مصادر جديدة، على سبيل المثال، في شينجو بالصين [ 60 ] وكذلك في المكسيك والسويد. [ 61 ] في عام 1984، حدد علماء الفيزياء الفلكية التيلوريوم باعتباره العنصر الأكثر وفرة في الكون الذي يزيد عدده الذري عن 40. [ 62 ] [ 63 ] بعض التلال البحرية غنية بالتيلوريوم. [ 63 ] [ 64 ]

كلوريد الكادميوم/كلوريد المغنيسيوم

تتضمن عملية تصنيع خلية CdTe طبقة رقيقة من كلوريد الكادميوم ( CdCl).٢ ) لزيادة الكفاءة الإجمالية للخلية. يُعد كلوريد الكادميوم سامًا، وباهظ الثمن نسبيًا، وقابلًا للذوبان بدرجة عالية في الماء، مما يشكل تهديدًا بيئيًا محتملًا أثناء التصنيع. في عام ٢٠١٤، اكتشف بحث أنكلوريد المغنيسيوم(MgCl)2 ) يؤدي أداءً مماثلاً لكلوريد الكادميوم. قد يؤدي هذا البحث إلى خلايا CdTe أرخص وأكثر أمانًا. [ 65 ] [ 66 ]

أمان

يُعدّ كلٌّ من الكادميوم والتيلوريوم سامّين ومسرطنين بحدّ ذاتهما، لكنّ مركب CdTe يُشكّل شبكة بلورية عالية الاستقرار، وهو أقلّ سمّية من الكادميوم بعدّة مراتب. [ 67 ] تُحكم الألواح الزجاجية المحيطة بمادة CdTe المحصورة بينها (كما هو الحال في جميع الوحدات التجارية) إغلاقها أثناء الحريق، ولا تسمح بانطلاق الكادميوم إلا في حال انكسار الزجاج. [ 68 ] [ 69 ] جميع الاستخدامات والتعرّضات الأخرى المرتبطة بالكادميوم طفيفة، وهي مماثلة في نوعها وحجمها للتعرّضات من مواد أخرى في سلسلة قيمة الخلايا الكهروضوئية الأوسع، مثل الغازات السامة، أو لحام الرصاص ، أو المذيبات (معظمها لا يُستخدم في تصنيع CdTe). [ 70 ] [ 71 ]

حدود الحبوب

حدود الحبيبات هي السطح الفاصل بين حبيبتين في مادة بلورية، وتحدث عند التقاء هاتين الحبيبتين. وهي نوع من العيوب البلورية. يُفترض غالبًا أن فجوة جهد الدائرة المفتوحة الملاحظة في كبريتيد الكادميوم والتيلوريوم (CdTe)، مقارنةً بكل من زرنيخيد الغاليوم أحادي البلورة والحد النظري، قد تُعزى بطريقة ما إلى حدود الحبيبات داخل المادة. ومع ذلك، أشارت العديد من الدراسات إلى أن حدود الحبيبات لا تؤثر سلبًا على الأداء فحسب، بل قد تكون مفيدة كمصادر لتحسين تجميع حاملات الشحنة. لذا، يبقى الدور الدقيق لحدود الحبيبات في الحد من أداء الخلايا الشمسية القائمة على كبريتيد الكادميوم والتيلوريوم غير واضح، ولا يزال البحث جاريًا للإجابة على هذا السؤال. مع ذلك، في كبريتيد الكادميوم والتيلوريوم غير المعالج، تُعد حدود الحبيبات ضارة بالأداء. قد تُغير المعالجة اللاحقة هذا الوضع، ولكن ينبغي دراسة هذه التأثيرات على أساس كل حالة على حدة. [ 72 ]

يعتمد حجم الحبيبات، وبالتالي عدد حدود الحبيبات في طبقة CdTe، على درجة حرارة الركيزة أثناء ترسيب الطبقة. فكلما ارتفعت درجة حرارة الركيزة، زاد حجم الحبيبات وقلّ عدد حدود الحبيبات في الطبقة. عند استخدام درجة حرارة منخفضة للركيزة أثناء الترسيب، يُزاد حجم الحبيبات عادةً بترسيب CdCl₂ على الطبقة ثم معالجتها حراريًا. تُعد هذه خطوة معالجة أساسية، إذ لا تستطيع الخلايا المُرسبة عند درجات حرارة منخفضة والتي تفتقر إلى هذه الخطوة الوصول إلى كفاءة تحويل تتجاوز 10%. [ 47 ]

إعادة التدوير

يمكن أن تدوم وحدات الخلايا الكهروضوئية من 25 إلى 30 عامًا. وقد يؤدي التخلص غير السليم منها إلى إطلاق مواد سامة في البيئة. [ 73 ] وحتى عام 2013، لم تكن متاحة صناعيًا سوى ثلاث طرق لإعادة تدوير وحدات الخلايا الكهروضوئية الرقيقة ذات القيمة العالية. يُعدّ كل من مشروع SENSE (تقييم استدامة أنظمة الطاقة الشمسية) ومشروع RESOLVED (استعادة المواد الشمسية القيّمة، وإثرائها، وإزالة التلوث) إجراءين ممولين من الاتحاد الأوروبي. يعتمد مشروع SENSE على المعالجات الميكانيكية والكيميائية والحرارية، بينما يعتمد مشروع RESOLVED بشكل أساسي على المعالجات الميكانيكية. أما الطريقة الأخيرة، First Solar، فتعتمد على العمليات الميكانيكية والكيميائية. وتُعتبر طرق إعادة التدوير الميكانيكية أكثر ملاءمة للبيئة لأنها لا تعتمد على استخدام المواد الكيميائية. [ 73 ]

تشمل المواد التي يمكن استعادتها في عملية إعادة التدوير المعادن، والتركيبات، والزجاج، وفي الحالات ذات القيمة العالية، وحدة الخلايا الكهروضوئية بأكملها. [ 74 ]

اعتبارًا من عام 2013، كانت تكاليف إعادة تدوير وحدات CdTe أعلى من تكلفة إعادة بيع المواد المعاد تدويرها. مع ذلك، قد تنخفض تكلفة طرق إعادة التدوير المستقبلية المحتملة من خلال تقليل العمليات المكلفة وغير الصديقة للبيئة. [ 73 ] تشمل طرق إعادة التدوير الواعدة في المستقبل عملية الفلكنة والتقطير الفراغي ، وعملية "العملية الخضراء المزدوجة". وقد اقتُرحت عملية الفلكنة والتقطير الفراغي كعملية إعادة تدوير محتملة للحصول على التيلوريوم ، ويمكنها استخلاص التيلوريوم بنقاوة تصل إلى 99.92%. [ 75 ] تتكون عملية "العملية الخضراء المزدوجة" بشكل شبه كامل من عمليات ميكانيكية. [ 76 ]

نتيجةً للنمو المتسارع لتقنية الخلايا الكهروضوئية، ازداد عدد أنظمة الخلايا الكهروضوئية المركبة عالميًا بشكل ملحوظ. وقد أطلقت شركة فيرست سولار أول برنامج عالمي شامل لإعادة التدوير في صناعة الخلايا الكهروضوئية عام 2005. وتعمل مرافق إعادة التدوير التابعة لها في جميع مصانعها، حيث تستعيد ما يصل إلى 95% من مواد أشباه الموصلات لإعادة استخدامها في وحدات جديدة، و90% من الزجاج لإعادة استخدامه في منتجات زجاجية جديدة. [ 77 ] [ 78 ] وأظهر تقييم دورة حياة إعادة تدوير وحدات كادميوم تيلورايد (CdTe) الذي أجرته جامعة شتوتغارت انخفاضًا في الطلب على الطاقة الأولية في نهاية عمر الوحدة من 81 ميجا جول/م² إلى -12 ميجا جول/م² ، أي بانخفاض قدره حوالي 93 ميجا جول/م² ، وانخفاضًا في إمكانية الاحترار العالمي من 6  كجم مكافئ ثاني أكسيد الكربون/ م² إلى -2.5 كجم مكافئ ثاني أكسيد الكربون / م² ، أي بانخفاض قدره حوالي -8.5 كجم مكافئ ثاني أكسيد الكربون/ م² . تُظهر هذه التخفيضات تحسناً ملحوظاً في الأثر البيئي العام لوحدات الخلايا الكهروضوئية المصنوعة من كبريتيد الكادميوم والتيلوريوم. كما أظهر تقييم دورة الحياة أن العوامل الرئيسية المساهمة في فئات التأثير البيئي المدروسة تعود إلى المواد الكيميائية والطاقة اللازمة لتصنيع هذه الوحدات. [ 79 ]

التأثير البيئي والصحي

مجموعة صغيرة من الخلايا الكهروضوئية تُستخدم كجزء من أبحاث تكامل أنظمة الطاقة الجارية في المركز الوطني لتكنولوجيا الرياح (NWTC).

يمكن للخلايا الكهروضوئية أن تساهم في الحد من الانبعاثات السامة والتلوث الناتج عن الوقود الأحفوري . [ 73 ] لا تنبعث من الخلايا الكهروضوئية الانبعاثات الناتجة عن الوقود الأحفوري والتي تؤثر على المناخ العالمي، مثل أكاسيد النيتروجين (NOx ) وثاني أكسيد الكربون (CO2 ) وثاني أكسيد الكبريت (SO2 ) . إن إنتاج جيجاوات ساعة واحدة من الكهرباء باستخدام الخلايا الكهروضوئية من شأنه أن يقلل انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت بمقدار 10 أطنان، وأكاسيد النيتروجين بمقدار 4 أطنان، وثاني أكسيد الكربون بمقدار 1000 طن، مقارنةً بالفحم. [ 80 ]

تُسبب الخلايا الكهروضوئية المصنوعة من تيلوريد الكادميوم آثارًا سلبية على كلٍ من العمال والنظام البيئي. [ 81 ] عند استنشاقها أو ابتلاعها، تُعتبر مواد خلايا تيلوريد الكادميوم سامة ومسرطنة وفقًا لإدارة السلامة والصحة المهنية الأمريكية. وقد يتعرض العمال في منشآت المعالجة لاستنشاق جزيئات دقيقة أو أبخرة من الكادميوم. [ 80 ]

قد تتسبب مرافق إنتاج كبريتيد الكادميوم والتيلوريوم في مشاكل بيئية عند وقوع حوادث في الإنتاج عالي الكفاءة أو من انبعاثات المنتجات الثانوية في طرق الإنتاج الأقل كفاءة. [ 80 ]

خلال عمر الوحدة، لن تُطلق أي جزيئات أو أبخرة إذا استُخدمت وفقًا للغرض المُصممة له. الطريقة الوحيدة لإطلاق الغبار أو الأبخرة من وحدة مُكتملة الصنع هي إشعالها أو طحنها إلى غبار ناعم. عند تعريضها لدرجات حرارة تقارب 1100  درجة مئوية في الاختبارات المعملية، تم إطلاق ما بين 0.4% و0.6% من محتوى الكادميوم. [ 74 ]

يمكن أن تتراوح تقديرات انبعاثات الكادميوم في الهواء بشكل عام من 0.02 إلى 0.5 جرام لكل جيجاوات ساعة. [ 74 ]

فشلت وحدات CdTe المبكرة في اختبارات الذوبان ، إلا أن النماذج الأحدث تجتاز بعض هذه الاختبارات. ورغم احتمال تسرب كميات ضئيلة من الكادميوم، تتميز وحدات CdTe بانخفاض معدل التسرب الإجمالي، إذ تُغلّف المواد الخطرة داخلها بطبقتين من الزجاج. كما تتميز وحدات CdTe بانخفاض قابليتها للتحلل البيولوجي . [ 74 ]

الجدوى السوقية

تستخدم مزرعة توباز للطاقة الشمسية 9 ملايين وحدة من الكادميوم تيلورايد. وكانت أكبر محطة طاقة كهروضوئية في العالم عام 2014.

يعود نجاح الخلايا الكهروضوئية المصنوعة من تيلوريد الكادميوم إلى انخفاض التكلفة التي يمكن تحقيقها باستخدام تقنية CdTe، وذلك بفضل الجمع بين الكفاءة الكافية وانخفاض تكاليف مساحة الوحدة. وقد بلغت تكلفة التصنيع المباشرة لوحدات CdTe الكهروضوئية 0.57 دولار أمريكي لكل واط في عام 2013، [ 82 ] بينما بلغت التكلفة الرأسمالية لكل واط جديد من السعة حوالي 0.9 دولار أمريكي لكل واط (شاملة الأرض والمباني) في عام 2008. [ 83 ]

أنظمة بارزة

زُعم أن حلول الطاقة الشمسية الكهروضوئية المصنوعة من كبريتيد الكادميوم والتيلوريوم (CdTe) على نطاق المرافق العامة قادرة على منافسة مصادر توليد الطاقة من الوقود الأحفوري في أوقات الذروة، وذلك اعتمادًا على مستويات الإشعاع الشمسي وأسعار الفائدة وعوامل أخرى مثل تكاليف التطوير. [ 84 ] كما زُعم أن المنشآت الحديثة لأنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية الكبيرة المصنوعة من كبريتيد الكادميوم والتيلوريوم (CdTe) التابعة لشركة First Solar قادرة على منافسة أشكال الطاقة الشمسية الأخرى.

انظر أيضاً

المراجع والملاحظات

  1. 1 2 "قاعدة بيانات المنشورات والعروض التقديمية والأخبار: تيلوريد الكادميوم" . المختبر الوطني للطاقة المتجددة . تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 فبراير 2022 .
  2. ↑ K. Zweibel, J. Mason, V. Fthenakis, " A Solar Grand Plan ", Scientific American , Jan 2008. CdTe PV is the cheap example of pvt technologies and prices are about 16¢/kWh with US Southwest sun.رمز الوصول المغلق
  3. ↑ إشارة أخرى إلى القدرة التنافسية من حيث التكلفة: ديفيد بييلو، " الطاقة الشمسية تخفف من حدة المشكلة بفضل تقنية الأغشية الرقيقة "، مجلة ساينتفك أمريكان ، أبريل 2008.
  4. ↑ ويكوف، هوب م.؛ ريس، سامانثا ب.؛ ريس، ماثيو أو. (2022-07-20). "الطاقة الكامنة وانبعاثات الكربون من تصنيع الخلايا الكهروضوئية المصنوعة من تيلوريد الكادميوم والسيليكون" . مجلة جول . 6 (7): 1710-1725 . رمز Bibcode : 2022Joule...6.1710W . doi : 10.1016/j.joule.2022.06.006 . ISSN 2542-4785 . S2CID 250205824 .  
  5. ↑ بنغ، جينكينغ؛ لو، لين؛ يانغ، هونغشينغ (2013). "مراجعة لتقييم دورة حياة استرداد الطاقة وانبعاثات غازات الاحتباس الحراري لأنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية". مجلة مراجعات الطاقة المتجددة والمستدامة . 19 : 255-274 . Bibcode : 2013RSERv..19..255P . doi : 10.1016/j.rser.2012.11.035 . hdl : 10397/34975 .
  6. ↑ ف. فثيناكيس؛ هـ. س. كيم. (2010). "استخدامات دورة حياة المياه في توليد الكهرباء في الولايات المتحدة" . مراجعات الطاقة المتجددة والمستدامة . 14 (7): 2039-2048 . Bibcode : 2010RSERv..14.2039F . doi : 10.1016/j.rser.2010.03.008 .
  7. ↑ دي وايلد-شولتن، ماريسكا (2013). "فترة استرداد الطاقة والبصمة الكربونية لأنظمة الخلايا الكهروضوئية التجارية". مواد الطاقة الشمسية والخلايا الشمسية . 119 : 296-305 . doi : 10.1016/j.solmat.2013.08.037 .
  8. ↑ فثيناكيس، فاسيليس م. (2004). "تحليل تأثير دورة حياة الكادميوم في إنتاج الخلايا الكهروضوئية من كبريتيد الكادميوم" (ملف PDF) . مجلة مراجعات الطاقة المتجددة والمستدامة . 8 (4): 303-334 . Bibcode : 2004RSERv...8..303F . doi : 10.1016/j.rser.2003.12.001 . مؤرشف (ملف PDF) من النسخة الأصلية بتاريخ 8 مايو 2014.
  9. ↑ فيرنر، يورغن هـ. (2 نوفمبر 2011). "المواد السامة في وحدات الخلايا الكهروضوئية" (ملف PDF) . postfreemarket.net . معهد الخلايا الكهروضوئية، جامعة شتوتغارت، ألمانيا - المؤتمر الدولي الحادي والعشرون لعلوم وهندسة الخلايا الكهروضوئية 2011، فوكوكا، اليابان. ص 2. مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) في 21 ديسمبر 2014. 
  10. ↑ "ذوبان تيلوريد الكادميوم في الماء في وحدة كهروضوئية محكمة الإغلاق من الزجاج إلى الزجاج" (ملف PDF) . مختبر الحالة الزجاجية، وشركة AMELIO Solar، 2011. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 26-06-2015.
  11. ↑ "المعلومات الأساسية حول سلامة أغشية CdTe الرقيقة من شركة First Solar" . greentechmedia.com . 19-03-2012.
  12. ↑ "الكادميوم: الجانب المظلم للأغشية الرقيقة؟" . gigaom.com . 25-09-2008. مؤرشف من الأصل في 03-09-2018 . تم الاطلاع عليه في 21-12-2014 .
  13. ↑ "المختبر الوطني للطاقة المتجددة: تحليل التصنيع - تحليل قيود الإمداد" . nrel.gov . 23 يناير 2014. مؤرشف من الأصل بتاريخ 21 ديسمبر 2014.
  14. ↑ تقرير فراونهوفر ISE، 28 يوليو 2014، الصفحات 18 و19
  15. ↑ تقديرات مختلفة لإنتاج الوحدات النمطية العالمية في عام 2007. مؤرشفة بتاريخ 25 يوليو 2011 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) .
  16. ↑ "NREL: أخبار - رقم قياسي يجعل الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة منافسة لكفاءة السيليكون" . nrel.gov .
  17. ↑ "First Solar, Inc. - News" .
  18. ↑ DA Jenny; RH Bube (1954). "أشباه الموصلات من كبريتيد الكادميوم والتيلوريوم". مجلة الفيزياء 96 (5): 1190-1191 . Bibcode : 1954PhRv...96.1190J . doi : 10.1103/PhysRev.96.1190 .
  19. ↑ آر إتش بوب (1955). "التوصيل الضوئي لكبريتيد وسيلينيد وتيلوريد الزنك أو الكادميوم". وقائع معهد مهندسي الراديو . 43 (12): 1836-1850 . doi : 10.1109/JRPROC.1955.278046 . ISSN 0096-8390 . S2CID 51644055 .  
  20. ↑ د. أ. كوسانو (1963). "الخلايا الشمسية المصنوعة من كبريتيد الكادميوم والتيلوريوم والوصلات غير المتجانسة الكهروضوئية في مركبات II-VI". إلكترونيات الحالة الصلبة . 6 (3): 217-218 . Bibcode : 1963SSEle...6..217C . doi : 10.1016/0038-1101(63)90078-9 .
  21. ↑ ب. غولدشتاين (1958). "خصائص أغشية الخلايا الكهروضوئية المصنوعة من كبريتيد الكادميوم". مجلة الفيزياء 109 (2): 601-603 . رمز Bibcode : 1958PhRv..109..601G . doi : 10.1103/PhysRev.109.601.2 .
  22. ↑ يا فوداكوف؛ جي إيه لوماكينا؛ جي بي ناوموف؛ واي بي ماسلاكوفيتس (1960). "خلية ضوئية من نوع PN مصنوعة من كادميوم تيلورايد". الفيزياء السوفيتية - الحالة الصلبة . 2 (1): 1.
  23. ↑ ر. كولمان، 28 يوليو 1964، براءة اختراع أمريكية رقم 3,142,586
  24. ↑ واي إس تيان، 1978، خلية ضوئية رقيقة متعددة البلورات من كبريتيد الكادميوم/تيلوريد الكادميوم، كوداك، براءة اختراع أمريكية رقم 4,207,119 (EP0006025)؛ واي إس تيان وإي إيه بيريز-ألبورن، 1982، مصفوفة متكاملة من الخلايا الضوئية ذات خسائر قصر الدائرة الكهربائية، كوداك، براءة اختراع أمريكية رقم 4,315,096 . نشر تيان على وجه الخصوص براءات اختراع وأوراقًا بحثية هامة في كوداك، وساهم في ترسيخ مكانة تيلوريد الكادميوم كخيار مهم للأغشية الرقيقة.
  25. ↑ ب. باسول، إ. تسينغ، ر. ل. رود، 1981، خلايا ضوئية رقيقة ذات وصلات غير متجانسة وطرق تصنيعها، براءة اختراع أمريكية رقم 4,388,483 لشركة مونوسولار . حصل ب. باسول على براءات اختراع للعديد من جوانب الترسيب الكهربائي وتلامس كبريتيد الكادميوم (CdTe) لصالح مونوسولار. استحوذت شركة سوهيو لاحقًا على مونوسولار، ثم استحوذت عليها شركة بريتيش بتروليوم. استمر الترسيب الكهربائي في قسم الطاقة الشمسية ببريتيش بتروليوم حتى عام 2002 تقريبًا، حين تم إلغاؤه مع جميع أعمال الأغشية الرقيقة في بريتيش بتروليوم.
  26. ↑ بيتر مايرز، الذي كان يعمل في شركة أميتك، يقدم خيطاً يربط بين أميتك وسولار سيلز إنك وصولاً إلى فيرست سولار. وهو مسجل في براءات اختراع أميتك: براءة الاختراع الأمريكية رقم 4,260,427 لعام 1981؛ وبراءة الاختراع الأمريكية رقم 4,710,589 لعام 1987؛ وبراءات اختراع SCI/First Solar.
  27. 1 2 3 ك. زويبل (1995). "الأغشية الرقيقة: الماضي والحاضر والمستقبل" (ملف PDF) . Nrel/Tp-413-7486 . doi : 10.2172/61140 . OSTI 61140 . ر. نوفى؛ ك. زويبل (2006). خلايا شمسية رقيقة عالية الكفاءة من كادميوم تيلورايد وسيلينيد الإنديوم والغاليوم: أبرز النقاط والتحديات . المختبر الوطني للطاقة المتجددة، غولدن، كولورادو 80401، الولايات المتحدة الأمريكية. مؤرشف من الأصل بتاريخ 7 أكتوبر 2008. تم الاطلاع عليه بتاريخ 9 أكتوبر 2008 .
  28. ↑ فيرلي، ب. (2003). "شركة بي بي للطاقة الشمسية تتخلى عن تقنية الخلايا الكهروضوئية ذات الأغشية الرقيقة". مجلة IEEE Spectrum . 40 : 18-19 . doi : 10.1109/MSPEC.2003.1159741 . S2CID 26399121 . 
  29. ^ "Bunter ist besser" . antec-solar.de .
  30. ↑ "الشركة - من الأمس إلى الغد" . كاليكسو . تم الاطلاع عليه في 1 أغسطس 2015. 2011/02 استحوذت شركة سولار فيلدز ذ.م.م. على أسهم كيو-سيلز
  31. ↑ "شركة فيرست سولار تستحوذ على الملكية الفكرية لشركة برايم ستار سولار التابعة لشركة جنرال إلكتريك، وتخفق في تحقيق إيرادات الربع الثاني وتخفض توقعاتها" . غرينتك ميديا . 6 أغسطس 2013.
  32. ↑ "بينما تواصل شركة فيرست سولار مسيرتها الناجحة، تستمر الشركات الأخرى في مجال تصنيع الخلايا الكهروضوئية ذات الأغشية الرقيقة من كادميوم تيلورايد في التخبط" . Fabtech.org. 2008-08-21.
  33. ↑ "Empa CdTe—الأغشية الرقيقة والخلايا الكهروضوئية" . Empa . تم الاطلاع عليه بتاريخ 5 أغسطس 2015 .
  34. ↑ بعد انتظار طويل، ماكماستر ينضم إلى قاعة المشاهير ، 29 أبريل 2008
  35. ↑ دي إتش روز وآخرون (أكتوبر 1999). "الدعم التقني للمعالجة عالية الإنتاجية لألواح أغشية الكادميوم تيلورايد الرقيقة" (ملف PDF) . المختبر الوطني للطاقة المتجددة . ص. 8. NREL SR-520-27149.  
  36. ↑ "مستويات التصنيع السنوية لشركة فيرست سولار" . FirstSolar.com. 2008.
  37. ↑ فريدمان، توماس ل. (5 نوفمبر 2009). حار، مسطح، ومزدحم: لماذا يحتاج العالم إلى ثورة خضراء - وكيف يمكننا تجديد مستقبلنا العالمي . دار بنجوين للنشر المحدودة. ص 388. ISBN  978-0-14-191850-1.
  38. ↑ شركة فيرست سولار تمنح جنرال إلكتريك حصة 1.8% في شراكة الأغشية الرقيقة . bloomberg.com. 2013-08-07
  39. ↑ "التقرير السنوي لشركة فيرست سولار" (ملف PDF) .
  40. ↑ تقنية الخلايا الكهروضوئية من نوع CdTe لشركة First Solar: التقييم البيئي والصحي والسلامة . (2013). المركز الوطني للطاقة المتجددة (CENER)، مؤسسة تشيلي. https://www.firstsolar.com/en-Emea/-/media/First-Solar/Sustainability-Documents/Sustainability-Peer-Reviews/Chile-Peer-Review---Cener_EN.ashx
  41. ↑ ماكاندليس، بي إي؛ بيركمير، آر دبليو؛ بوكانان، دبليو إيه (مايو 2002). "ترسيب أغشية تيلوريد الكادميوم بتقنية نقل البخار". وقائع المؤتمر التاسع والعشرين لمتخصصي الخلايا الكهروضوئية التابع لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات، 2002. الصفحات 547-550 . doi : 10.1109/PVSC.2002.1190623 . ISBN  0-7803-7471-1. S2CID 119779034 . 
  42. ↑ "شركة فيرست سولار تُصنّع أعلى كفاءة لخلايا الطاقة الشمسية الرقيقة على الإطلاق" . firstsolar.com . مؤرشف من الأصل بتاريخ 9 سبتمبر 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 أغسطس 2014 .
  43. ↑ "شركة فيرست سولار تسجل رقماً قياسياً عالمياً في كفاءة وحدات الأغشية الرقيقة بنسبة 17.0%" . firstsolar.com . مؤرشف من الأصل بتاريخ 20 مارس 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 مارس 2014 .
  44. ↑ سينها، ب. (2013). "إدارة دورة حياة المواد والمياه للخلايا الكهروضوئية المصنوعة من كبريتيد الكادميوم والتيلوريوم". مواد الطاقة الشمسية والخلايا الشمسية . 119 : 271-275 . Bibcode : 2013SEMSC.119..271S . doi : 10.1016/j.solmat.2013.08.022 .
  45. ↑ "شركة First Solar تحقق رقماً قياسياً في كفاءة تحويل الطاقة بنسبة 22.1% لخلايا CdTe الشمسية" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2016-11-08 .
  46. ↑ باوالا، مايكل؛ بايتل، ستيفان؛ أهلسويد، إريك؛ وورز، رولاند؛ ويسندورف، كورديولا د.؛ ماغوريان فريدلماير، تيريزا (2018-12-01). "خلايا شمسية رقيقة الأغشية تتجاوز كفاءتها 22%: نظرة عامة على المواد القائمة على CdTe وCu(In,Ga)Se2 والبيروفسكايت" . مجلة مراجعات الفيزياء التطبيقية . 5 (4): 041602. Bibcode : 2018ApPRv...5d1602P . doi : 10.1063/1.5061809 . S2CID 139533600 . 
  47. 1 2 روميو، أليساندرو؛ أرتيجياني، إليسا (يناير 2021). "الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة القائمة على كبريتيد الكادميوم والتيلوريوم: الماضي والحاضر والمستقبل" . مجلة Energies . 14 (6): 1684. doi : 10.3390/en14061684 .
  48. ↑ يتم حساب هذا الرقم بضرب الكفاءة (12.6%) في 1000 للحصول على خرج الطاقة بالواط لكل متر مربع (126 واط/م² ) ، ثم بضرب الطاقة في التكلفة المعلنة البالغة 0.57 دولار لكل واط للحصول على 72 دولارًا/ م²
  49. ^ كواشنينج ، فولكر (2024). نظام الطاقة المتجددة: التكنولوجيا – Berechnung – Klimaschutz ( الطبعة الثانية عشرة). ميونيخ: هانسر. رقم ISBN  978-3-446-47777-3.
  50. ↑ ب. سينغ؛ ن. م. رافيندرا (يونيو 2012). "تأثير درجة الحرارة على أداء الخلايا الشمسية - تحليل". مواد الطاقة الشمسية والخلايا الشمسية . 101 : 36-45 . Bibcode : 2012SEMSC.101...36S . doi : 10.1016/j.solmat.2012.02.019 .
  51. ↑ غرين، م. (أغسطس 2003). "الاعتماد العام لدرجة الحرارة على أداء الخلايا الشمسية وآثاره على نمذجة الأجهزة". التقدم في الخلايا الكهروضوئية: البحوث والتطبيقات . 11 (5): 333-340 . doi : 10.1002/pip.496 . S2CID 95689582 . 
  52. ↑ ن. ستريفيل؛ ل. تريبل؛ م. جلوكلر (أغسطس 2012). "توصيف الأداء وإنتاجية الطاقة الفائقة لمحطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية من شركة فيرست سولار في ظروف درجات الحرارة العالية" . مجلة فوتوفولتيكس إنترناشونال .
  53. ↑ "نماذج تقنية الأحواض المكافئة وأدوات البرمجيات" . 25-07-2008. مؤرشف من الأصل في 22-09-2008 . تم الاطلاع عليه في 14-10-2008 .كما هو الحال مع أي نموذج لتسعير الطاقة الشمسية، فإن نموذج الاستشارات الشمسية حساس للغاية للافتراضات. إذ يمكن أن تؤثر عوامل مختلفة، مثل كمية ضوء الشمس، ومعدلات الضرائب، وأسعار الفائدة، ومعدلات الخصم، وفترات القروض، ومعاملات درجة الحرارة، ومعدلات التدهور السنوية، والتخفيض الأولي للقدرة مقابل الظروف القياسية، وكفاءة العاكس، وتكاليف التشغيل والصيانة، وغيرها، بنسبة تصل إلى 10% على تكاليف وحدة الطاقة.
  54. ↑ ب. سينها؛ س. ديلي (نوفمبر 2013). "أنظمة التتبع تعزز الكفاءة البيئية" . صناعة الطاقة الشمسية . مؤرشف من الأصل في 13 ديسمبر 2013. تم الاطلاع عليه في 13 ديسمبر 2013 .
  55. ↑ م. راوجي؛ ف. فثيناكيس (2010). "تدفقات الكادميوم وانبعاثاته من الخلايا الكهروضوئية المصنوعة من كبريتيد الكادميوم والتيلوريوم: التوقعات المستقبلية". سياسة الطاقة . 38 (9): 5223-5228 . Bibcode : 2010EnPol..38.5223R . doi : 10.1016/j.enpol.2010.05.007 .
  56. ↑ "تقييم موارد الأغشية الرقيقة الحرجة" . مؤرشف من الملف الأصلي (.doc) بتاريخ 2009-05-07.
  57. ↑ "التيلوريوم" (ملف PDF) . ملخصات السلع المعدنية . هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية . يناير 2008.
  58. ↑ "أول تقنية كهروضوئية من نوع CdTe للطاقة الشمسية: تقييم بيئي وصحي وأمني" . المركز الوطني للطاقة المتجددة . أكتوبر 2013. ص 32. 
  59. ↑ مارويدي، ماكس؛ ريلر، أرمين (2012). "تدفقات إعادة تدوير التيلوريوم المستقبلية من نفايات الخلايا الكهروضوئية المصنوعة من تيلوريد الكادميوم" (ملف PDF) . الموارد، الحفظ، وإعادة التدوير . 69 (4): 35-49 . Bibcode : 2012RCR....69...35M . doi : 10.1016/j.resconrec.2012.09.003 .
  60. ↑ منشورات شركة سيتشوان شينجو لتطوير الموارد المعدنية، الصين
  61. ↑ زويبل، ك. (2010). "تأثير إمداد التيلوريوم على الخلايا الكهروضوئية المصنوعة من تيلوريد الكادميوم". مجلة ساينس . 328 (5979): 699-701 . Bibcode : 2010Sci...328..699Z . doi : 10.1126/science.1189690 . PMID: 20448173. S2CID : 29231392 .  
  62. ^ بي إل كوهين (1984). “السلوك الشاذ لوفرة التيلوريوم”. Geochimica et Cosmochimica Acta . 48 (1): 204– 205. بيب كود : 1984GeCoA..48..203C . دوى : 10.1016/0016-7037(84)90363-6 .
  63. 1 2 هاين، ج. (2004). "الفصل 5 من ورشة عمل حول المعادن الأخرى غير العقيدات متعددة المعادن في منطقة قاع البحر الدولية". قشور الحديد والمنغنيز الغنية بالكوبالت: التوزيع العالمي، والتركيب، والأصل، والأنشطة البحثية . كينغستون، جامايكا: مكتب رصد الموارد والبيئة، السلطة الدولية لقاع البحار. ISBN 978-976-610-647-8لقد تم اقتراح أن عنصر التيلوريوم فريد من نوعه في الكون من حيث أن وفرته الكونية تساوي أو تفوق وفرة أي عنصر آخر ذي عدد ذري ​​أعلى من 40، ومع ذلك فهو أحد أقل العناصر وفرة في قشرة الأرض وفي مياه المحيطات .
  64. ↑ هاين، ج.؛ كوشينسكي، أ.؛ هاليداي، أ. (2003). "الانتشار العالمي لقشور الحديد والمنغنيز الغنية بالتيلوريوم ونموذج لإثراء التيلوريوم". مجلة جيوكيميكا إت كوزموكيميكا أكتا . 67 (6): 1117-1127 . Bibcode : 2003GeCoA..67.1117H . doi : 10.1016/s0016-7037(02)01279-6 . تظهر هذه التلال على أعماق تتراوح بين 400 و4000 متر، حيث حافظت التيارات على نظافة الصخور من الرواسب لملايين السنين. قشور... تشكل أرصفة يصل سمكها إلى 250 ملم
  65. ↑ كارين فيلد. "مكون من التوفو قد يخفض تكاليف الألواح الشمسية بشكل كبير" . مجلة إي إي تايمز. 2014.
  66. ↑ ماجور، جيه دي؛ تريهارن، آر إي؛ فيليبس، إل جيه؛ دوروز، كيه. (2014). "خطوة تنشيط منخفضة التكلفة وغير سامة بعد النمو للخلايا الشمسية المصنوعة من كادميوم تيلورايد " . مجلة نيتشر . 511 (7509): 334-337 . Bibcode : 2014Natur.511..334M . doi : 10.1038/nature13435 . PMID 25030171. S2CID 4399087 .  
  67. ↑ "المعلومات الأساسية حول سلامة أغشية الكادميوم تيلورايد الرقيقة من شركة فيرست سولار" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 نوفمبر 2016 .
  68. ↑ ف. فثيناكس؛ م. فورمان؛ ج. هايزر؛ و. وانغ (2004). دراسة تجريبية لانبعاثات وإعادة توزيع العناصر في وحدات الخلايا الكهروضوئية المصنوعة من كادميوم تيلورايد أثناء الحرائق (ملف PDF) . المؤتمر الأوروبي التاسع عشر للطاقة الشمسية الكهروضوئية. باريس، فرنسا. مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 7 أكتوبر 2008.
  69. ↑ بيكمان، ج.؛ مينينغا، أ. (2011). "حساب الانبعاثات عند نشوب حريق في نظام كهروضوئي مصنوع من وحدات تيلوريد الكادميوم" (وثيقة). وكالة حماية البيئة البافارية.
  70. ↑ ف. فثيناكس؛ هـ. س. كيم (2006). "الخلايا الكهروضوئية المصنوعة من كبريتيد الكادميوم والتيلوريوم: الملف البيئي لدورة الحياة والمقارنات" . اجتماع الجمعية الأوروبية لأبحاث المواد، ندوة القضايا البيئية . 515 (15): 5961-5963 . Bibcode : 2007TSF...515.5961F . doi : 10.1016/j.tsf.2006.12.138 .
  71. ↑ دي إتش روز وآخرون (أكتوبر 1999). "الدعم التقني للمعالجة عالية الإنتاجية لألواح CdTe ذات الأغشية الرقيقة" (ملف PDF) . المختبر الوطني للطاقة المتجددة . 
  72. ↑ ماجور، جوناثان د. (2016). "حدود الحبيبات في الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة من كبريتيد الكادميوم والتيلوريوم: مراجعة" . علوم وتكنولوجيا أشباه الموصلات . 31 (9) 093001. Bibcode : 2016SeScT..31i3001M . doi : 10.1088/0268-1242/31/9/093001 .
  73. 1 2 3 4 جياكيتا، جيانكارلو؛ ليبوريني، مارييلا؛ ماركيتي، باربرا (يوليو 2013). "تقييم الفوائد البيئية لعملية جديدة عالية القيمة لإدارة نهاية عمر وحدات الخلايا الكهروضوئية ذات الأغشية الرقيقة". مجلة الإنتاج الأنظف . 51 : 214-224 . Bibcode : 2013JCPro..51..214G . doi : 10.1016/j.jclepro.2013.01.022 . ISSN 0959-6526 . 
  74. 1 2 3 4 فثيناكيس، فاسيليس م (أغسطس 2004). "تحليل تأثير دورة حياة الكادميوم في إنتاج الخلايا الكهروضوئية من كبريتيد الكادميوم" . مجلة مراجعات الطاقة المتجددة والمستدامة . 8 (4): 303-334 . Bibcode : 2004RSERv...8..303F . doi : 10.1016/j.rser.2003.12.001 . ISSN 1364-0321 . 
  75. ↑ تشانغ، شياوفينغ؛ هوانغ، داكسين؛ جيانغ، ونلونغ؛ تشا، غوتشنغ؛ دينغ، جوهاي؛ دينغ، بان؛ كونغ، شيانغفنغ؛ ليو، داشون (يناير 2020). "الفصل الانتقائي واستخلاص المعادن النادرة عن طريق الفلكنة والتقطير الفراغي لنفايات تيلوريد الكادميوم" . مجلة تكنولوجيا الفصل والتنقية . 230 115864. doi : 10.1016/j.seppur.2019.115864 . ISSN 1383-5866 . 
  76. ^ ماركيتي ، باربرا. كورفارو، فرانشيسكو؛ جياشيتا، جيانكارلو؛ بولونارا، فابيو؛ كوتشي غريفوني، روبرتا؛ ليبوريني ، مارييلا (2018/02/12). “العملية الخضراء المزدوجة: طريقة ذات تأثير بيئي منخفض لإعادة تدوير الوحدات الكهروضوئية ذات الأغشية الرقيقة CdTe وa-Si وCIS/CIGS”. المجلة الدولية للهندسة المستدامة . 11 (3): 173-185 . دوى : 10.1080 / 19397038.2018.1424963 . ردمك 1939-7038 . S2CID 115286183 .  
  77. ↑ "تطور برنامج إعادة تدوير الوحدات الشمسية لشركة فيرست سولار" (ملف PDF) . فيرست سولار . 2013. ص 2. تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 يوليو 2015 . 
  78. ↑ "رابط FTP" (ملف PDF) . ftp.co.imperial.ca.us ( FTP ).(للاطلاع على المستندات، انظر صفحة المساعدة: FTP )
  79. ↑ هيلد، م. (18 نوفمبر 2009). "تقييم دورة حياة إعادة تدوير وحدات الخلايا الكهروضوئية المصنوعة من كبريتيد الكادميوم والتيلوريوم". المؤتمر الأوروبي الرابع والعشرون للطاقة الشمسية الكهروضوئية، 21-25 سبتمبر 2009، هامبورغ، ألمانيا . 21-25 سبتمبر 2009: 2370-2375 . doi : 10.4229/24thEUPVSEC2009-3CO.7.4 (غير نشط في 11 يوليو 2025).{{cite journal}}: صيانة CS1: تم تعطيل DOI اعتبارًا من يوليو 2025 ( رابط )
  80. 1 2 3 فثيناكيس، ف.م.؛ موسكوفيتز، ب.د. (يناير 2000). "الخلايا الكهروضوئية: قضايا وآفاق بيئية وصحية وأمنية". التقدم في الخلايا الكهروضوئية: البحوث والتطبيقات . 8 (1): 27-38 . doi : 10.1002/(sici)1099-159x(200001/02)8:1 < 27::aid-pip296 > 3.0.co ; 2-8 . ISSN 1062-7995 . 
  81. ↑ مولفاني، داستن (2014-07-01). "هل الوظائف الخضراء مجرد وظائف؟ سرديات الكادميوم في دورة حياة الخلايا الكهروضوئية" . جيوفوروم . 54 : 178-186 . doi : 10.1016/j.geoforum.2014.01.014 . ISSN 0016-7185 . 
  82. ↑ "شركة فيرست سولار تسجل أكبر انخفاض ربع سنوي في تكلفة وحدة CdTe لكل واط منذ عام 2007" . كلين تكنيكا . 2013-11-07.
  83. ↑ عرض تقديمي عن قمة المحيط الهادئ، 3-5 أغسطس 2008
  84. ↑ "أنظمة الطاقة المتصلة بالشبكة" . موقع إلكتروني . فيرست سولار.
  85. ↑ "أغوا كالينتي (وصول محدود)" . فيرست سولار.
  86. ↑ http://www.power-technology.com أكبر محطات الطاقة الشمسية في العالم ، 29 أغسطس 2013
  87. 1 2 "المشاريع" . فيرست سولار.
  88. ↑ "تقرير على موقع juwi.de" (ملف PDF) . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 13 يناير 2012. (401 كيلوبايت)
  89. ↑ "بيان صحفي من شركة Belectric" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 13 يناير 2015. تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 يناير 2015 . (525 كيلوبايت)
  90. ↑ "شركة فيرست سولار تعلن عن مشروعين للطاقة الشمسية مع شركة ساوثرن كاليفورنيا إديسون" . Semiconductor-Today.com. 17 يوليو 2008.
  91. ↑ «شركة مرافق في كاليفورنيا تعتزم تركيب 250 ميغاواط من الطاقة الشمسية على أسطح المنازل» . SustainableBusiness.com. 27 مارس 2008. مؤرشف من الأصل في 7 مايو 2009. تم الاطلاع عليه في 6 أبريل 2009 .

للمزيد من القراءة