الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة من تيلورايد الكادميوم هي أجهزة كهروضوئية تتشكل من خلال ترسيب طبقات متعددة من الأغشية الرقيقة من أشباه الموصلات بشكل متسلسل على ركيزة زجاجية.

بناء
يتكون زجاج توليد الطاقة القياسي من تيلورايد الكادميوم من خمس طبقات، وهي: طبقة الزجاج، وطبقة TCO (طبقة أكسيد موصلة شفافة)، وطبقة CdS (طبقة كبريتيد الكادميوم، تعمل كطبقة نافذة)، وطبقة CdTe (طبقة تيلورايد الكادميوم، تعمل كطبقة امتصاص)، وطبقة التلامس الخلفية، والقطب الخلفي.

مزايا الأداء
كفاءة تحويل ضوئية كهربائية عالية:تتميز خلايا تيلورايد الكادميوم بكفاءة تحويل نهائي عالية نسبيًا، تتراوح بين 32% و33% تقريبًا. حاليًا، يبلغ الرقم القياسي العالمي لكفاءة التحويل الكهروضوئي لخلايا تيلورايد الكادميوم صغيرة المساحة 22.1%، بينما تبلغ كفاءة الوحدة 19%. علاوة على ذلك، لا يزال هناك مجال للتحسين.
قدرة قوية على امتصاص الضوء:تيلورايد الكادميوم مادة شبه موصلة ذات فجوة نطاقية مباشرة، معامل امتصاصها للضوء أكبر من 105/سم³، وهو أعلى بحوالي 100 مرة من معامل امتصاص مواد السيليكون. طبقة رقيقة من تيلورايد الكادميوم، بسُمك 2 ميكرومتر فقط، تتمتع بمعدل امتصاص ضوئي يتجاوز 90% في ظروف AM1.5 القياسية.
معامل درجة الحرارة المنخفضة:عرض فجوة النطاق لتيلوريد الكادميوم أعلى من عرض السيليكون البلوري، ومعامل درجة حرارته يقارب نصف معامل السيليكون البلوري. على سبيل المثال، في بيئة عالية الحرارة، عندما تتجاوز درجة حرارة الوحدة 65 درجة مئوية في الصيف، يكون فقدان الطاقة الناتج عن ارتفاع درجة حرارة وحدات تيلورايد الكادميوم أقل بنحو 10% منه في وحدات السيليكون البلوري، مما يُحسّن أداءها في البيئات عالية الحرارة.
أداء جيد في توليد الكهرباء في ظروف الإضاءة المنخفضة:تتوافق استجابتها الطيفية مع توزيع الطيف الشمسي الأرضي بشكل جيد للغاية، ولها تأثير كبير في توليد الطاقة في ظل ظروف الإضاءة المنخفضة مثل الصباح الباكر، أو عند الغسق، أو عندما يكون هناك غبار، أو أثناء الضباب.
تأثير النقطة الساخنة الصغيرة: تعتمد وحدات الأغشية الرقيقة من تيلورايد الكادميوم على تصميم خلية فرعية ذات شريط طويل، مما يساعد على تقليل تأثير النقطة الساخنة ويحسن عمر المنتج وسلامته واستقراره وموثوقيته.
إمكانية التخصيص العالية:يمكن تطبيقه على سيناريوهات تطبيق البناء المختلفة ويمكنه تخصيص الألوان والأنماط والأشكال والأحجام ونفاذية الضوء وما إلى ذلك بشكل مرن لتلبية احتياجات توليد الطاقة للمباني من وجهات نظر متعددة.

مزايا التطبيق في البيوت البلاستيكية
يمكن للبيت الزجاجي المصنوع من تيلورايد الكادميوم ضبط نفاذية الضوء والخصائص الطيفية وفقًا لمتطلبات الضوء للمحاصيل المختلفة.
في الصيف، عندما تكون درجات الحرارة مرتفعة، يُمكّن زجاج تيلورايد الكادميوم من حماية النباتات من أشعة الشمس، وذلك بتعديل نفاذية الضوء وانعكاسيته، مما يُقلل من حرارة الإشعاع الشمسي الداخل إلى الدفيئة، ويُخفّض درجة الحرارة داخلها. أما في الشتاء أو الليالي الباردة، فيُقلّل أيضًا من فقدان الحرارة ويُحافظ عليها. وإلى جانب الكهرباء المُولّدة، يُمكنه توفير الطاقة لمعدات التدفئة، مما يُهيئ بيئة مناسبة لنمو النباتات.
يتميز زجاج تيلورايد الكادميوم بقوة ومتانة جيدتين نسبيًا، ويمكنه تحمل بعض الكوارث الطبيعية والتأثيرات الخارجية، مثل الرياح والأمطار والبرد، مما يوفر بيئة نمو أكثر استقرارًا وأمانًا للمحاصيل داخل الدفيئة. كما أنه يقلل من تكاليف صيانة الدفيئة واستبدالها.

وقت النشر: 2 ديسمبر 2024