Fördelar med CdTe som solcell.

Fördelar med CdTe som solcell.
Hög verkningsgrad
Kadmium Tellurid (CdTe) är en sammansatt halvledare med hög absorptionskoefficient, 100
gånger högre än kisel, som är det vanligaste när man talar om solceller. Det innebär att med
bara en hundradel av tjockleken, kan Kadmium Tellurid absorbera samma mängd ljus som
kisel gör.
Den bredd av solljusets spektrum som absorberas av Kadmium Tellurid solceller gör det mer
lämpligt för solcellslösningar på marknivå. SolTech Energys CdTe tunnfilmssolcellsmoduler
har en verkningsgrad 12,03 %. Standardmodulerna har måtten 1 200 x 600 mm och har testad
märkeffekt på 79,54 W. 1 SolTechs moduler har certifieringar från TUV, UL och CQC.
Högre effekt och utbyte
Tunnfilmssolceller är mindre känsliga för höga temperaturer än traditionella kiselsolceller.
Med en temperaturkoefficient på -0,21 %/ᵒC behåller dessa effekten bättre i högre
temperaturer än kiselsolceller med ca -0,48 %/ᵒC i temperaturkoefficient. I områden eller
tillfällen med hög solingstrålning kommer arbetstemperaturen stiga till nivåer som gör
tunnfilmssolceller effektivare än kiselsolceller. Alla solcellspanelers effekt anges vid en
paneltemperatur på 25ᵒC.
1
Certifierad och bekräftad av TUV NORD
Med lägre temperatur koefficient, svag ”Hot-Spot” effekt och bättre låg-ljuseffekt är SolTechs
CdTe tunnfilmssolceller kapabla att generera mer energi, kWh/installerad W. Denna egenskap
är mycket viktig för slutkunden, systemägaren då det är energimängden, kWh, som styr
återbetalningen snarare än installerad effekt. Data visar på en energiproduktion som är 5-10 %
höger än för motsvarande effekt för kiselsolceller.
Källa: PHOTON’s andra tunnfilmskonferens.
Därför har CdTe tunnfilmsolceller högre effektivitet
1) Låg Temperaturkoefficient
Traditionella solceller blir mindre effektiva ju högre temperaturen är på panelen, detta
benämns som temperaturkoefficienten. Temperaturkoefficienten för SolTechs tunnfilms
paneler är endast ca -0,21 %/ᵒC, motsvarande koefficient för kiselsolpaneler är -0,48 %/ᵒC. I
de flesta områden med hög solstrålning, blir arbetstemperaturen på solpanelerna så höga att
verkningsgraden för CdTe blir högre än den för kiselsolceller. Det är både känt och
vetenskapligt bevisat att en så hög temperatur kraftigt försämrar den fotoelektriska
omvandlingseffekten för kisel solceller.
2 ) Utmärkt låg-ljuseffekt
Kadmium Tellurid är ett material med hög absorption för hela ljusspektrumet. Under sämre
ljusförhållanden, såsom gryning, skymning och diffust ljus, har CdTe tunnfilmssolpaneler
visat sig ha en högre energiproduktion än kiselbaserade solpaneler.
3) Liten eller ingen skuggningseffekt
Eftersom CdTe uppvisar bättre egenskaper i diffust ljus är de även mindre känsliga för
skuggning. Hela paneler eller kretsar av paneler riskerar inte att slås ut om del av en panel
skuggas, vilket är fallet för kiselsolceller.
3 ) Svag ”Hot Spot” effekt
De strukturella särdragen hos CdTe tunnfilms moduler, bidrar till att undvika den s-k ”HotSpot” effekten. Därför förbättrats också tillförlitlighet, livslängd och prestanda avsevärt.
4) God stabilitet
Inga inneboende ljusinducerade försvagande effekter.
5) Kort energiåterbetalningstid
Energiåterbetalningstiden för en CdTe tunnfilmspanel är bara ca 10 månader. Motsvarande
för kristallina kiselsolceller är vanligtvis 2 år.
6) Miljövinster
Forskare från Brookhaven National Laboratory US hade systematiskt studerat utsläpp av
tungmetaller från enheter med produktionskapacitet från förnybara energikällor, som
kristallina kiselsolceller, CdTe tunnfilmssolceller, traditionell energi såsom kol, olja, naturgas
och kärnkraft. I analysen av solceller, beaktades hela livscykeln inklusive utvinning och
bearbetning av de råvaror som krävs för solcellsmaterial, produktion och användning av
solceller, osv.
Resultaten från studien visade att de högsta utsläppen av kadmium kommer från olja, som
uppnår 44.3g/GWh, följt av kol med 3.7g/GWh. Utsläpp av kadmium från solceller är lägre
än 1g/GWh och CdTe tunnfilmssolceller ännu lägre, bara 0.3g/GWh, som samma som
naturgas.
Studien bygger på omfattande experimentella data som visar att CdTe solenergiprodukter är
miljövänliga och är därför undantagna från EUs RoHS-direktiv. Genom ett väl utvecklat
återvinningsprogram som innefattar bl a återanvändning av cellmaterial från gamla paneler till
återvinning av avfall uppnår SolTechs leverantör av solceller ett miljöanpassat kretslopp för
produkterna.
CdTe utsläppsjämförelse(V.M.Fthenakis et al. 2006EMRS, Nice, Frankrike)
Mer energi än Kiselsolceller!
I en jämförande studie av tunnfilmssolceller av CdTe typ och monokristallina kiselsolceller
celler uppvisade tunnfilmssolcellerna både högre maxeffekt vid hög solinstrålning, högre
effekt vid diffust ljus samt större energiutvinning, kWh per installerad watt.
Studien genomfördes i Hangzhou i östra Kina och genomfördes under ett år.
Location
Hangzhou
Size
CdTe: 1.46KW
M-Si: 1.24KW
Type
Rooftop
Angles
Tilt: 30°
Azimuth：0°
• CdTe Tunnfilmssolcellers fördel av högre prestanda vid kraftig
solinstrålning
PR-CdTe%
Ratio(CdTe/Si)
120.0%
115.0%
110.0%
105.0%
100.0%
95.0%
90.0%
85.0%
80.0%
75.0%
70.0%
65.0%
60.0%
55.0%
50.0%
10.31
11.27
12.20
1.16
2.10
3.05
3.28
4.20
5.13
6.05
7.04
7.27
8.19
9.11
Performance Ratio (PR) Comparison
Irradiation
120%
CdTe
m-Si
250.0
200.0
100%
90%
150.0
80%
100.0
70%
60%
50.0
50%
40%
0.0
Nov
Dec
Jan
Feb
May
Apr
May
Jun
Jul
Aug
Irradiation / KWh/m2
Difference in PR / %
110%
•
CdTe Tunnfilmssolcellers uppnår 5 % (g-snitt) högre kWh/kWp
Comparison of CdTe and m-Si - Hangzhou
CdTe
m-Si
180.0
Normalized Energy Yield (KWh/KWp)
160.0
140.0
120.0
100.0
80.0
60.0
40.0
20.0
0.0
Nov
•
Dec
Jan
Feb
May
Apr
May
Jun
Jul
Aug
CdTe Tunnfilmssolcellers fördel av lägre temperaturkoefficient
Genererar ~16,7 % högre topp effekt.
System Power Out (W/KWp)
CdTe
m-Si
1000
~16.7% Higher Peak Power
Power Out (W/KWp)
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
4:48
6:00
7:12
8:24
9:36
10:48
12:00
Time
13:12
14:24
15:36
16:48
18:00
19:12
Modellprogram:
ST S1
Nominell effekt
Spänning öppen krets, V (Voc)
Kortslutningsström (Isc)
Spänning vid max effekt (Vm)
Strömstyrka vid max effekt
ST S2
S1-75
75
115
0,94A
92V
0,82A
S1-80
80
118
0,96A
93V
0,86A
ST S2
Nominell effekt
Spänning öppen krets, V (Voc)
Kortslutningsström (Isc)
Spänning vid max effekt (Vm)
Strömstyrka vid max effekt
ST S3
S2-75
75
58V
1,91A
45V
1,65A
S2-80
80
59V
1,92A
47,5V
1,69A
Moduldata
Längd, (mm)
Bredd (mm)
Tjocklek (mm)
Vikt, kg
Temperaturkoefficient vid Pm
Temperaturkoefficient vid Voc
Temperaturkoefficient vid Isc
1200
600
6,8
11,8
-0,214 % /ᵒC
-0,321 % /ᵒC
0,060 % /ᵒC
Tillgängliga moduler i dagsläget med TUV Certifiering är ST-S1-75. Övriga moduler blir
tillgängliga under 2014.