Fotonaponski uređaj za solarne ćelije kadmij telurid

Sunčana ćelija kadmij-telurid, koja se naziva i fotovoltaična ili kadmij-teluridna tanka folija, fotonaponski uređaj koji proizvodi električnu energiju iz svjetlosti pomoću tankog filma kadmij-telurida (CdTe). CdTe solarne ćelije razlikuju se od fotonaponskih tehnologija kristalnog silicijuma po tome što koriste manju količinu poluvodiča - tanki film - za pretvaranje apsorbirane svjetlosne energije u elektrone. Iako su CdTe solarne ćelije manje učinkovite od uređaja s kristalnim silicijom, mogu se jeftinije proizvesti, a tehnologija ima potencijal nadmašiti silicij u smislu troškova po kilovatu instaliranog kapaciteta. Iako tehnologije tankih filmova čine mali udio na tržištu fotonaponskih uređaja, očekuje se da će ovaj segment brzo rasti, jer postoji veliki interes za razvijanjem novih metoda proizvodnje koje bi mogle otključati ekonomiju razmjera.

Prva tehnologija tankih filmova koja je razvijena bio je amorfni silicij, pri čemu se silicij nasumično nanosi na supstrat (za razliku od uobičajene kristalne rešetke viđene u reznicama kristala). Ova tehnologija je imala određenih problema: postupak taloženja silicija na podlogu bio je dugotrajan i skup, a stanice su bile neučinkovite. CdTe tehnologija tankih filmova je oko 11 posto učinkovitija od amorfnog silicija, jer je njegov propust (energija potrebna da bi se elektron pobudio iz njegovog atoma u stanje u kojem se elektron može slobodno kretati) 1,4 volta elektrona i tako odgovara solarnom spektru vrlo dobro. Također puno pogoduje masovnoj proizvodnji, jer se tanki film CdTe može brzo odložiti na podlogu i predstavlja visoku propusnu tehnologiju. Svaka ćelija sadrži spoj kadmij-sulfida sa n-dopiranim zrakom, poznat kao "prozorski sloj", na vrhu p-dopiranog sloja kadmij-telurida, poznatog kao "apsorber". Prozirni provodni prednji kontakt prekriva kadmij sulfid, dok je CdTe u kontaktu s vodljivom stražnjom podlogom.

Unatoč svom potencijalu, industrija elektronike pokrenula se pokušati ukloniti elementarni kadmij iz osobne elektronike jer je kadmij kumulativni otrov. U Europi je zakonodavstvo o ograničenju opasnih tvari (RoHS) bilo moćno u uklanjanju kadmija iz elektroničkih uređaja zbog zdravstvenih učinaka. Kadmij ne predstavlja samo zdravstveni rizik za potrošače, već je opasan i za rudare tijekom vađenja sirovina, za radnike koji prerađuju materijal i na kraju životnog vijeka tijekom odlaganja.

Zagovornici tvrde da je kadmij u obliku tankoslojne solarne ćelije stabilniji i manje topljiv nego u drugoj elektronici te da bi bilo malo rizika za zdravlje i okoliš, jer se legure kapsuliraju u module. Međutim, pojavila se bojazan zbog ispiranja kadmija iz razbijenih modula. K tome, iako je promovirano kako će recikliranje zatvorene petlje riješiti bilo kakve probleme oko zbrinjavanja isteklog vijeka trajanja, kritičari ističu da čak ni sustavi za recikliranje u zatvorenom krugu ne oporavljaju sve.