CdTe太陽電池のための低コスト,毒性のない成長後の活性化ステップです
J D Major1, R E Treharne1, L J Phillips1
1Stephenson Institute for Renewable Energy and Department of Physics, School of Physical Sciences, Chadwick Building, University of Liverpool, Liverpool L69 7ZF, UK.
Nature
|July 18, 2014
まとめ
研究者らは,有毒なカドミウム塩化物 (CdCl2) を,有毒でないマグネシウム塩化物 (MgCl2) で,カドミウムテルリド (CdTe) の太陽電池製造で置き換えました. この代替は,高い太陽電池効率を維持しながら,コストと環境への影響を大幅に削減します.
科学分野:
- マテリアルサイエンス 材料科学
- 再生可能エネルギーの再生可能エネルギー
- 半導体物理学 半導体物理学
背景:
- カドミウムテルリド (CdTe) は,薄膜太陽電池技術の先駆けである.
- CdTe太陽電池の製造は,効率のためにカドミウム塩化物 (CdCl2) のドーピングに依存しています.
- CdCl2は高価で,有毒なカドミウムイオンにより環境と健康にリスクをもたらします.
研究 の 目的:
- CdTe太陽電池の生産において,CdCl2をより安価で無毒な代替品に置き換えることの実現可能性を調査する.
- マグネシウム塩化物 (MgCl2) の使用が太陽電池の効率と材料特性に与える影響を評価する.
主な方法:
- CdTe太陽電池の製造には,CdCl2.2の代わりにMgCl2をドーパントとして使用します.
- MgCl2処理とCdCl2処理の太陽電池のデバイス効率の比較.
- 穴密度および不純物プロファイル (Cl,O,Mg) を含む材料特性の分析.
主要な成果:
- MgCl2で加工した太陽電池は,CdCl2で加工した太陽電池と同等の効率を達成しました (約13%).
- 同様の穴密度と不純物プロファイルは,MgCl2とCdCl2の両方の処理された細胞で観察されました.
- MgCl2は,コストを大幅に削減し (グラムあたり1%未満),カドミウム毒性を排除します.
結論:
- MgCl2は,既存のCdTe太陽電池製造プロセスでCdCl2を直接置き換えることができます.
- この代替により,製造コストが効果的に削減され,カドミウムに関連する環境リスクが最小限に抑えられます.
- この研究は,より持続可能で経済的なCdTe太陽電池生産のための実行可能な経路を示しています.
