Forskere forbedrer i ét hug solceller med 10 procent

Forskere forbedrer i ét hug solceller med 10 procent

Ved at øge spændingen i selve solcellen fra 0,9 volt til over 1 volt har amerikanske forskere pustet nyt liv i cadmium telluride-teknologien.

Solceller af cadmium telluride (CdTe)-typen har længe levet et stille liv. Indholdet af den giftige cadmium og det sjældne tellur har fået industrien til at vende sig mod mere traditionelle solceller af krystallinsk silicium.

Men nu har forskere fra det amerikanske forskningsinstitut National Renewable Energy Laboratory (NREL) og universiteterne Washington og Tennessee vist, hvordan celle-spændingen kan øges fra 0,9 volt til over 1 volt.

Principskitse for cadmium-tellur-solceller. Det er i overgangen mellem de forskellige materialer, at forskerne har fundet en effektiv metode til at øge cellernes spænding. Foto: Fra Wikipedia

Læs også: Salget af batterilagre stiger voldsomt i USA

Det lyder måske ikke af så meget. Men en øget cellespænding betyder direkte forøgelse af cellens effektivitet. Begejstringen hos forskerne bygger da også på, at 0,9 volt har været maksimum i de næsten 60 år, CdTe-teknologien har været kendt.

CdTe-celler er såkaldte tyndfilmceller, og de udmærker sig blandt andet ved at have lavere total CO2-emission sammenlignet med silicium-celler, som lige nu dominerer verdensmarkedet. Samtidig anses CdTe-celler for at have den korteste tilbagebetalingstid - også sammenlignet med silicium-celler.

Læs også: Europas største flydende solcelleanlæg opføres i London

For at kunne øge celle-spændingen har forskerne udviklet en helt ny metode til fremstilling. I stedet for cadmium-klorid, som normalt bruges i overgange mellem materialerne, så har forskerne brugt fosfor-atomer i kombination med tellur. Denne proces forbedrede både ledningsegenskaberne og holdbarheden for CdTe-cellerne.

Læs også: Ny fremskrivning: Solcellerne vil dække 8 pct. af elforbruget i 2025

Også fremstillingsprocessen er blevet forbedret i forskningsprojektet. Det kræver nemlig ekstrem renhed, hvis virkningsgraden skal holdes høj. Lige nu ligger virkningsgraden på mellem 15 og 20 procent, og der vil fortsat være mulighed for forbedringer: Forskerne tror, at CdTe-celler vil kunne forbedres med yderligere 30 procent i virkningsgrad.

Flere store solcelleparker har fået installeret CdTe-celler. Blandt andet Waldpolenz Solar Park i Tyskland på 52 MW.

En fremkomst af mere effektive CdTe-celler kunne gøre noget godt for cadmium-produktionen i verden, hvis der vel at mærke er styr på hele cellens levetid. Selv om forbindelsen CdTe i sig selv ikke er giftigt, så er det nødvendigt at behandle cellerne omhyggeligt, når de er udtjent, og materialerne skal genbruges. Rent cadmium må nemlig ikke komme i kontakt med mennesker eller ud i miljøet.

Kommentarer (19)

Får man på miljøets vejne. Det kommer vel til at flyde med udtjente celler i vandmiljø mv. hvis dette tager fart. Det er ikke ment som en teknoloidræber eller tilbagestræbende kommentar, men hvordan er det lige vi sikrer ordentlig bortskaffelse? Der skal mere end flaskepant til...

  • 9
  • 8

Rent cadmium må nemlig ikke komme i kontakt med mennesker eller ud i miljøet

Men det kommer det uvægerligt før eller siden i processen udvinding-forarbejding-affaldshåndtering.

Med mindre man taler specialanvendelser (rumfart), så er de 10% uinteressante fordi man bare kan øge PV panelets areal med 10% og så står det lige, bortset fra siliciumpaneler er billigere. Og solrelevant areal er der jo som bekendt ikke mangel på en bolig.

  • 2
  • 7

Der bruges mindre Cadmium til et modul end til et AA NiCd batteri og der er totalt styr på recirkulering når modulerne skal miljøhåndteres. I deres levetid sparer de iøvrigt naturen for betydeligt mere Cadmium og Tellerium spredning end den mængde kulkraft de erstatter.

I 2023 regner First Solar med at passere 30% i virkningsgrad.

  • 20
  • 2