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カドミウムテルル化物（CdTe）太陽光発電は、太陽光を吸収して電気に変換するように設計された薄い半導体層にカドミウムテルル化物を使用することをベースとした太陽光発電（PV）技術です。 [1]カドミウムテルル化物PVは、マルチキロワットシステムで結晶シリコンで作られた従来の太陽電池よりも低コストの唯一の薄膜技術です。[1] [2] [3]
ライフサイクルベースで見ると、CdTe PVは、現在の太陽光発電技術の中で最も二酸化炭素排出量が少なく、水の使用量が少なく、エネルギー回収期間が最も短い。 [4] [5] [6] [7] CdTeのエネルギー回収期間は1年未満であるため、短期的なエネルギー不足を招かずに、より迅速な炭素削減が可能となる。
カドミウムの毒性は、製造時およびパネルの廃棄時に環境への懸念となる。この問題は、CdTeモジュールの寿命が尽きた際にリサイクルすることでいくらか緩和される可能性がある。 [8] CdTeモジュールのリサイクルに関しては不確実性があり[9] [10]、世論はこの技術に懐疑的である。[11] [12]希少材料の使用は、中期的にはCdTe技術の産業的拡張性を制限する要因になる可能性もある。テルル（テルル化物は陰イオン型）の豊富さは、地殻中の白金の豊富さに匹敵し、モジュールのコストに大きく影響する。[13]
CdTe太陽光発電は、トパーズソーラーファームなど、世界最大級の 太陽光発電所のいくつかで使用されています。世界のPV生産量の5.1％を占めるCdTe技術は、2013年の薄膜市場の半分以上を占めました。[14]
背景
主流の PV 技術は、常に結晶シリコンウェーハをベースとしています。薄膜と集光装置は、コストを下げるための初期の試みでした。薄膜は、より薄い半導体層を使用して太陽光を吸収して変換します。集光装置は、レンズやミラーを使用して各パネルにより多くの太陽光を当てることで、パネルの数を減らします。
最初に大規模に開発された薄膜技術はアモルファスシリコンでした。しかし、この技術は効率が低く、堆積速度が遅い（資本コストが高くなる）という問題がありました。その代わりに、2007年のPV市場は約4ギガワットに達し、結晶シリコンが売上のほぼ90％を占めました。[15]同じ情報源は、2007年に約3ギガワットが設置されたと推定しています。
この期間中、テルル化カドミウムと二セレン化銅インジウムまたはCIS合金は開発中であった。後者は、実験室で20％に迫る非常に高い小面積セル効率により、年間1～30メガワットの生産が開始されている。[16] CdTeセル効率は実験室で20％に迫っており、2016年時点で22.1％を記録している。[17]
歴史
CdTeの研究は1950年代にさかのぼります。[18] [19] [20] [21] [22] [23]その理由は、そのバンドギャップ（約1.5 eV）が、電気への変換という点で太陽光スペクトルの光子分布とほぼ完全に一致するためです。p型CdTeをn型硫化カドミウム（CdS）と組み合わせたシンプルなヘテロ接合設計が開発されました。上部と下部の接点を追加することでセルが完成しました。CdS/CdTeセル効率の初期のリーダーは、 1960年代のGEであり、その後、コダック、モノソーラー、松下、AMETEKが続きました。[要出典]
1981年までに、コダックは近接昇華法（CSS）を採用し、最初の10％効率のセルと最初のマルチセルデバイス（12セル、8％効率、30cm2 ）を製造しました。[24]モノソーラー[25]とアメテック[26]は、初期の人気方法である電気堆積法を採用しました。松下はスクリーン印刷から始めましたが、1990年代にCSSに移行しました。1980年代初頭までに、コダック、松下、モノソーラー、アメテックで太陽光から電気への効率が約10％のセルが生産されました。[27]
重要な前進は、セルのサイズを拡大してモジュールと呼ばれる大面積の製品を製造したときに起こりました。これらの製品には小型セルよりも高い電流が必要であり、透明導電性酸化物(TCO) と呼ばれる追加層により、セルの上部 (金属グリッドの代わりに) を横切る電流の流れを促進できることが分かりました。そのような TCO の 1 つである酸化スズは、他の用途 (熱反射窓) にも使用できました。PV 用に導電性を高めた酸化スズは、CdTe PV モジュールの標準となり、現在も使用されています。
CdTe セルは、1992 年に TCO/CdS/CdTe スタックにバッファ層を追加し、CdS を薄くしてより多くの光を取り込むことで、15% を超える効率を達成しました。Chu はバッファ層として抵抗性酸化スズを使用し、CdS の厚さを数マイクロメートルから 0.5 マイクロメートル未満に薄くしました。以前のデバイスで使用されていた厚い CdS は、約 5 mA/cm 2の光を遮断し、CdTe デバイスで使用可能な光の約 20% を遮断しました。追加の層によってデバイスの他の特性が損なわれることはありませんでした。[27]
1990年代初頭、他の企業はさまざまな結果を経験した。[27] Golden Photonは、スプレー堆積技術を使用してNRELで測定されたCdTeモジュールの最高記録を7.7%で短期間保持しました。松下はCSSを使用して11%のモジュール効率を主張しましたが、その後この技術を廃止しました。同様の効率と運命が最終的にBPソーラーで起こりました。BPは電気めっきを使用しました（モノソーラーの買収者であるSOHIOを買収したときに回り道でモノソーラーから継承されました）。BPソーラーは2002年11月にCdTeを廃止しました。[28] Antecは約7%の効率のモジュールを製造できましたが、2002年の短期的で急激な市場低迷中に商業生産を開始したときに倒産しました。しかし、2014年現在、AntecはまだCdTe PVモジュールを製造しています。[29]
CdTeの新興企業には、Toledo Solar Inc（年間100メガワット）、Calyxo [30]（以前はQ-Cellsが所有）、コロラド州アルバダのPrimeStar Solar （GEからFirst Solarが買収）、Arendi（イタリア） [31]などがあります。[要出典] Antecを含めると、これらの企業の総生産量は年間70メガワット未満です。[32]スイス連邦材料試験研究研究所 （Empa）は、フレキシブル基板上のCdTe太陽電池の開発に重点を置いており、フレキシブルプラスチック箔とガラス基板でそれぞれ13.5％と15.6％のセル効率を実証しました。[33]
SCIとファーストソーラー
商業的に最も成功したのは、ソーラーセルズ・インコーポレイテッド（SCI）である。創業者のハロルド・マクマスターは、低コストの薄膜を大規模に製造することを思い描いた。アモルファスシリコンを試した後、ジム・ノーランの勧めでCdTeに切り替え、ソーラーセルズ社を設立した。これが後にファーストソーラーとなった。[34]マクマスターは、CdTeの高速、高スループット処理を支持した。1999年2月、マクマスターは会社をトゥルーノースパートナーズに売却し、同社は会社をファーストソーラーと名付けた。[35]
ファーストソーラーは創業当初は挫折し、初期のモジュール効率は7%程度と控えめなものでした。2002年に商用製品が発売され、2005年には生産量が25メガワットに達しました。 [36]同社はオハイオ州ペリーズバーグとドイツで製造していました。[37] 2013年、ファーストソーラーはGEの薄膜太陽電池パネル技術を買収し、代わりに同社の株式1.8%を取得しました。[38]現在、ファーストソーラーは3ギガワット以上を生産しており、2016年の平均モジュール効率は16.4%です。[39]
ファーストソーラーは、CdTeの堆積にCSS（密閉空間昇華法）の代わりに高速気相輸送堆積法を採用しています。これは物理気相堆積法の一種で、CdTeはまず上流領域で昇華します。次に、CdとTe2のガスはより冷たい下流領域を流れ、基板上で凝縮して固体CdTeを形成します。[40]このプロセスは、より均一な膜を生成し、基板のあらゆる構成に堆積できるため、CSSよりも好まれています。[41]
テクノロジー
細胞効率
2014年8月、ファーストソーラーは21.1%の変換効率を持つデバイスを発表しました。[42] 2016年2月、ファーストソーラーはCdTeセルの変換効率が記録的な22.1%に達したと発表しました。2014年には、ファーストソーラーはモジュール効率の記録を16.1%から17.0%に引き上げました。[43]この時点で、同社はCdTe PVの平均生産ラインモジュール効率が2017年までに17%になると予測していましたが、2016年までにはモジュール効率が約19.5%に近づくと予測していました。[44] [45]
22%という記録的な高効率を達成するために、合金化がバンドギャップのグレーディングに使用されています。太陽電池では、合金化されていないCdTeに加えて、CdTeにセレンを組み込んだ化合物を使用して、特定の波長の光に対する量子効率応答を改善しています。[46]この大幅な効率向上に大きく貢献したもう1つの要因は、セル内でのMgZnO（MZO）の使用です。CdSe x Te 1−x /CdTe構造を使用するセルでは、CdSの代わりにMZOを使用できます。CdSは非効率的な吸収源ですが、MZOは調整可能なバンドギャップを持ち、高い透明性とCdSe x Te 1−xとの良好な整合のために最適化できます。[47]
プロセス最適化
プロセスの最適化により、スループットが向上し、コストが削減されました。改善には、より広い基板（資本コストが線形に増加し、設置コストを削減できるため）、より薄い層（材料、電力、処理時間を節約するため）、およびより良い材料利用（材料と洗浄コストを節約するため）が含まれます。2014年のCdTeモジュールのコストは、1平方メートル（11平方フィート）あたり約72ドル、[48]またはモジュールあたり約90ドルでした。[引用が必要]
周囲温度
モジュールの効率は、実験室では標準試験温度である25℃で測定されますが、現場ではモジュールははるかに高い温度にさらされることがよくあります。CdTeの温度係数が比較的低いため、高温でも性能が維持されます。[49] [50] [51] CdTe PVモジュールは結晶シリコンモジュールの半分の減少しか見られず、年間エネルギー出力が5～9%増加します。[52]
太陽追跡
これまでの薄膜太陽光発電モジュールシステムのほとんどは、モジュール出力が低すぎてトラッカーの資本コストと運用コストを相殺できなかったため、非太陽光追跡システムでした。しかし、比較的安価な単軸追跡システムは、設置ワットあたり25％の出力を追加できます。 [53]さらに、トラッカーエネルギーゲインに応じて、システムコストと環境への影響の両方を低減することで、PVシステム全体の環境効率を高めることができます。[54]これは気候に依存します。追跡により、正午頃の出力プラトーも滑らかになり、午後のピークとよりよく一致します。
材料
カドミウム
カドミウム（Cd）は有害物質とみなされる有毒重金属で、亜鉛精錬の過程で硫化亜鉛鉱石を採掘、製錬、精製する際に生じる廃棄物副産物であるため、その生産量はPV市場の需要に依存しない。CdTe PVモジュールは、将来使用するために保管されるか、有害廃棄物として埋め立て処分されるカドミウムを有益かつ安全に利用する方法を提供する。採掘副産物は安定したCdTe化合物に変換され、CdTe PVソーラーモジュール内に何年も安全に封入することができる。CdTe PVセクターの大幅な成長は、石炭や石油による発電を置き換えることで、世界のカドミウム排出量を削減する可能性を秘めている。[55]
テルル
テルル（Te）の生産量および埋蔵量の推定値は不確実性に左右され、大幅に変動します。テルルは、主に鋼の機械加工添加剤として使用される、希少で毒性の弱い半金属です。Teは、銅精錬の副産物としてほぼ独占的に得られ、鉛や金の生産からも少量得られます。年間約 800 トン[56]と推定される少量のみが利用可能となっています。USGS によると、2007 年の世界生産量は 135 トンでした。[57] CdTe PV モジュール 1 ギガワット (GW) には、約 93 トンが必要になります (現在の効率と厚さで)。[58]材料効率の向上と PV リサイクルの増加により、CdTe PV 業界は、2038 年までにリサイクルされた使用済みモジュールからのテルルに完全に依存できるようになります。[ 59 ] ]、中国の新州市[60]やメキシコ、スウェーデン[61]などで新たな供給源が発見されている。1984年に天体物理学者は、原子番号40を超える元素の中でテルルが最も豊富であることを確認した。[62] [63]一部の海底の尾根にはテルルが豊富に含まれる。[63] [64]
塩化カドミウム/塩化マグネシウム
CdTeセルの製造には、塩化カドミウム（CdCl
2）は、セル全体の効率を高めるために使用されています。塩化カドミウムは有毒で、比較的高価であり、水に非常に溶けやすいため、製造中に環境への潜在的な脅威となります。2014年の研究では、豊富で無害な塩化マグネシウム（MgCl
2）は塩化カドミウムと同等の性能を発揮する。この研究はCdTeセルの安価で安全な利用につながる可能性がある。[65] [66]
安全性
カドミウムとテルルはそれ自体有毒で発がん性があるが、CdTeは極めて安定した結晶格子を形成し、カドミウムよりも毒性が数桁低い。[67] CdTe素材を挟み込んだガラス板は（すべての市販モジュールと同様に）火災時に密閉され、ガラスが破損しない限りカドミウムが放出されることはない。[68] [69]カドミウムに関連するその他の用途や曝露は軽微であり、種類や規模の面でも、より広範なPVバリューチェーンにおける他の素材、例えば有毒ガス、鉛はんだ、溶剤（そのほとんどはCdTe製造には使用されていない）による曝露と同様である。 [70] [71]
粒界
粒界は結晶材料の 2 つの粒の間の界面であり、2 つの粒が出会うときに発生します。これらは結晶欠陥の一種です。単結晶 GaAs と理論限界の両方と比較して CdTe に見られる開放回路電圧ギャップは、材料内の粒界に何らかの形で起因する可能性があるとよく考えられています。しかし、粒界は性能に悪影響を及ぼさないだけでなく、実際にはキャリア収集を強化するソースとして有益である可能性があることを示唆する研究が数多くあります。したがって、CdTe ベースの太陽電池の性能を制限する粒界の正確な役割は不明のままであり、この問題に対処するための研究が進行中です。ただし、成長直後の CdTe では、粒界は性能に悪影響を及ぼします。その後の処理によってこれが変わる可能性がありますが、その影響はケースバイケースで研究する必要があります。[72]
CdTe 膜の粒子の大きさ、つまり粒界の数は、膜堆積時の基板温度に依存します。基板温度が高いほど、粒子の大きさは大きくなり、膜内の粒界の数は少なくなります。堆積時に基板温度が低い場合、通常、膜上に CdCl 2 を堆積させてからアニールすることで粒子の大きさが大きくなります。これは重要な処理ステップであり、このステップを省略して低温で堆積したセルでは 10% を超える変換効率を達成できません。[47]
リサイクル
太陽光発電モジュールの寿命は25～30年です。PVモジュールを不適切に廃棄すると、環境に有毒物質が放出される可能性があります。[73] 2013年現在、薄膜PVモジュールの産業的に利用可能な高価値リサイクル方法は3つだけです。SENSE（太陽エネルギーシステムの持続可能性評価）とRESOLVED（太陽エネルギー価値材料の回収、濃縮、除染）は、欧州の資金援助を受けた手順です。SENSEは、機械的、化学的、熱処理に依存しています。RESOLVEDは、主に機械的処理に依存しています。最後の方法であるFirst Solarは、機械的プロセスと化学的プロセスに依存しています。機械的リサイクル方法は、化学物質の使用に依存しないため、より環境に優しいです。[73]
リサイクルプロセスで回収できる材料には、金属、マウント、ガラス、そして価値の高いケースではPVモジュール全体が含まれます。[74]
2013年現在、CdTeモジュールのリサイクルコストは、リサイクル材料の再販よりも高くなっています。しかし、将来的には、高価で環境に優しくないプロセスの削減により、リサイクル方法のコストが下がる可能性があります。[73]有望な将来のリサイクル方法には、加硫真空蒸留とダブルグリーンプロセスがあります。加硫真空蒸留は、 Teを得るためのリサイクルプロセスとして提案されており、純度99.92%までのTeを回収できます。[75]ダブルグリーンプロセスは、ほぼ完全に機械的なプロセスで構成されています。[76]
太陽光発電の急激な成長により、世界中で設置されているPVシステムの数は大幅に増加しました。ファーストソーラーは2005年にPV業界で最初の世界的かつ包括的なリサイクルプログラムを確立しました。リサイクル施設はファーストソーラーの各製造工場で稼働しており、最大95％の半導体材料を回収して新しいモジュールに再利用し、90％のガラスを回収して新しいガラス製品に再利用しています。[ 77] [78]シュトゥットガルト大学によるCdTeモジュールリサイクルのライフサイクルアセスメントでは、寿命末期の一次エネルギー需要が81 MJ/m 2から-12 MJ/m 2に減少し、約93 MJ/m 2の削減が示されました。また、地球温暖化係数は6 kg CO 2換算/ m 2から-2.5 CO 2換算/ m 2に減少し、約-8.5 CO 2換算/ m 2の削減が示されました。これらの削減は、CdTe太陽光発電モジュールの全体的な環境プロファイルに非常に有益な変化を示しています。LCAでは、考慮される環境影響カテゴリの主な要因は、CdTeモジュールの処理に必要な化学物質とエネルギーによるものであることも示されました。[79]
環境と健康への影響
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太陽光発電は、化石燃料による有毒物質の排出や汚染の削減に役立ちます。[73]窒素酸化物（NO x）、二酸化炭素（CO 2）、二酸化硫黄（SO 2 ）など、地球の気候に影響を与える化石燃料からの排出物は、 PVからは排出されません。PVから生産される1ギガワット時の電力は、石炭と比較すると、SO 2の排出量を10トン、NO xを4トン、CO 2を1000トン削減します。[80]
カドミウムテルル化物太陽電池は、労働者と生態系の両方に悪影響を及ぼします。[81] CdTeセルの材料は、吸入または摂取すると、米国労働安全衛生局によって有毒で発がん性があるとみなされています。加工施設の労働者は、Cdの微粒子または煙にさらされ、吸入する可能性があります。[80]
CdTe生産施設では、高効率生産における事故や、効率の悪い生産方法による副産物の排出により、環境問題を引き起こす可能性がある。[80]
モジュールの寿命中、意図されたとおりに使用された場合、粒子や蒸気は放出されません。完成したモジュールが粉塵や蒸気を放出する唯一の方法は、発火するか、粉砕されて微細な粉塵になることです。実験室でのテストで約1100℃の温度にさらされると、Cd含有量の0.4％から0.6％が放出されました。[74]
全体的なCdの大気排出量の推定値は、1ギガワット時あたり0.02～0.5グラムの範囲です。[74]
初期のCdTeモジュールは溶出試験に合格しなかったが、最近のモデルはいくつかの溶出試験に合格している。少量のCdが溶出する可能性があるにもかかわらず、CdTeモジュールは内部の有害物質が2層のガラスで覆われているため、全体的な溶出性は低い。CdTeモジュールは生分解性が非常に悪い。[74]
市場の実現可能性
カドミウムテルル化物PVの成功は、CdTe技術で達成可能な低コストによるもので、これは十分な効率と低いモジュール面積コストの組み合わせによって可能になった。CdTe PVモジュールの直接製造コストは2013年に1ワットあたり0.57ドルに達し、[82] 2008年には新規容量1ワットあたりの資本コストは1ワットあたり約0.9ドル（土地と建物を含む）であった。[83]
注目すべきシステム
実用規模のCdTe PVソリューションは、放射照度レベル、金利、開発コストなどの他の要因に応じて、ピークを迎える化石燃料発電源と競争できると主張されています。[84]ファーストソーラーの大規模なCdTe PVシステムの最近の設置は、他の形態の太陽エネルギーと競争できると主張されています。
- アリゾナ州にあるファーストソーラーの290メガワット（MW）のアグアカリエンテプロジェクトは、これまでに建設された中で最大の太陽光発電所の1つです。アグアカリエンテには、グリッドの信頼性と安定性に貢献するファーストソーラーのプラント制御、予測、エネルギースケジュール機能が搭載されています。[85] [86] [信頼できない情報源？ ]
- カリフォルニア州の550MWのトパーズ太陽光発電所は2014年11月に建設が完了し、当時世界最大の太陽光発電所であった。 [87]
- ドバイ電力水道局が運営するファーストソーラーのドバイにおける13MWのプロジェクトは、モハメッド・ビン・ラシッド・アル・マクトゥーム太陽光発電パークの最初の部分であり、2013年の完成当時は地域最大の太陽光発電所であった。[87]
- ドイツのヴァルトポレンツ太陽光発電所にJuwiグループが設置した40MWのシステムは、2007年の発表当時、世界最大かつ最も低コストの計画太陽光発電システムであった。価格は1億3000万ユーロであった。[88]
- ドイツのブランデンブルク州テンプリンにBelectricが設置した128MWpのシステムは、現在ヨーロッパ最大の薄膜PV設備である（2015年1月現在）。[89]
- カリフォルニア州の21MWブライス太陽光発電所では、電力購入契約により発電価格が1kWhあたり0.12ドル（すべてのインセンティブ適用後）に固定されている。[90]カリフォルニア州では「市場参照価格」と定義され、PUCが昼間のピーク電源（天然ガスなど）に支払う価格が設定されている。PVシステムは断続的で、天然ガスのようにディスパッチできないが、天然ガス発電機にはPVにはない継続的な燃料価格リスクがある。
- サザンカリフォルニアエジソン社との2メガワットの屋上設置契約。SCEプログラムはインセンティブ適用後、総費用8億7500万ドル（平均3.5ドル/ワット）で250MWを設置することを目指している。[91]
参照
参考文献と注記
- ^ ab 「出版物、プレゼンテーション、ニュースデータベース：テルル化カドミウム」。国立再生可能エネルギー研究所。 2022年2月23日閲覧。
- ^ K. Zweibel、J. Mason、V. Fthenakis、「A Solar Grand Plan」、Scientific American、2008 年 1 月。CdTe PV は PV 技術の中で最も安価な例であり、価格は米国南西部の太陽光で約 16 セント/kWh です。
- ^ コスト競争力に関するさらなる言及: David Biello、「薄膜技術による太陽光発電の軽量化」、Scientific American、2008 年 4 月。
- ^ Wikoff, Hope M.; Reese, Samantha B.; Reese, Matthew O. (2022-07-20). 「テルル化カドミウムとシリコン光電池の製造から生じるエネルギーと炭素」。Joule . 6 ( 7): 1710–1725. Bibcode :2022Joule...6.1710W. doi : 10.1016/j.joule.2022.06.006 . ISSN 2542-4785. S2CID 250205824.
- ^ Jinqing Peng、Lin Lu、 Hongxing Yang (2013)。「太陽光発電システムのエネルギー回収と温室効果ガス排出のライフサイクルアセスメントのレビュー」。再生可能エネルギーと持続可能なエネルギーレビュー。19 ：255–274。Bibcode ：2013RSERv..19..255P。doi ： 10.1016 / j.rser.2012.11.035。hdl ：10397/34975。
- ^ V. Fthenakis; HC Kim. (2010). 「米国 の発電における水のライフサイクル利用」。再生可能エネルギーと持続可能なエネルギーレビュー。14 (7): 2039–2048。Bibcode :2010RSERv..14.2039F。doi :10.1016/ j.rser.2010.03.008。
- ^ de Wild-Scholten, Mariska (2013). 「商用太陽光発電システムのエネルギー回収期間と二酸化炭素排出量」.太陽エネルギー材料と太陽電池. 119 : 296–305. doi :10.1016/j.solmat.2013.08.037.
- ^ Fthenakis, Vasilis M. (2004). 「CdTe PV生産におけるカドミウムのライフサイクル影響分析」(PDF) .再生可能エネルギーと持続可能なエネルギーレビュー. 8 (4): 303–334. Bibcode :2004RSERv...8..303F. doi :10.1016/j.rser.2003.12.001. 2014年5月8日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) 。
- ^ Werner, Jürgen H. (2011年11月2日). 「太陽光発電モジュールの有毒物質」(PDF) . postfreemarket.net . Institute of Photovoltaics, University of Stuttgart, Germany - The 21st International Photovoltaic Science and Engineering Conference 2011 福岡, 日本. p. 2. 2014年12月21日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。
- ^ 「ガラス対ガラス密閉型PVモジュールにおけるテルル化カドミウムの水溶解度」（PDF）。Vitreous State Laboratory、AMELIO Solar, Inc. 2011年。2015年6月26日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。
- ^ 「First Solar の CdTe 薄膜の安全性に関する実情」greentechmedia.com 2012-03-19。
- ^ ゲストコラム (2008-09-25)。「カドミウム: 薄膜のダークサイド?」gigaom.com。2018-09-03にオリジナルからアーカイブ。2014-12-21に閲覧。
- ^ 「NREL: 製造分析 - 供給制約分析」nrel.gov 2014-01-23。2014-12-21時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ フラウンホーファーISE太陽光発電レポート、2014年7月28日、18、19ページ
- ^ 2007 年の世界モジュール生産量のさまざまな推定値 2011 年 7 月 25 日にWayback Machineにアーカイブされました
- ^ 「NREL: ニュース - 記録により薄膜太陽電池の効率がシリコンと競合可能に」nrel.gov。
- ^ 「First Solar, Inc. - ニュース」.
- ^ DA Jenny; RH Bube (1954). 「半導体CdTe」. Phys. Rev. 96 ( 5): 1190–1191. Bibcode :1954PhRv...96.1190J. doi :10.1103/PhysRev.96.1190.
- ^ RH Bube (1955). 「亜鉛またはカドミウムの硫化物、セレン化物、テルル化物の光伝導性」. Proceedings of the IRE . 43 (12): 1836–1850. doi :10.1109/JRPROC.1955.278046. ISSN 0096-8390. S2CID 51644055.
- ^ DA Cusano (1963). 「II-VI化合物のCdTe太陽電池とPVヘテロ接合」。固体エレクトロニクス。6 ( 3): 217–218。Bibcode : 1963SSEle ...6..217C。doi : 10.1016/0038-1101(63)90078-9。
- ^ B. Goldstein (1958). 「CdTeのPVフィルムの特性」. Phys. Rev. 109 ( 2): 601–603. Bibcode :1958PhRv..109..601G. doi :10.1103/PhysRev.109.601.2.
- ^ YA Vodakov; GA Lomakina; GP Naumov; YP Maslakovets (1960). 「CdTe 製の PN 接合光電池」.ソビエト物理学 - 固体. 2 (1): 1.
- ^ R. コルマン、1964年7月28日米国特許3,142,586
- ^ YS Tyan、1978 年、「多結晶薄膜 CdS/CdTe 光電池」、コダック、米国特許 4,207,119 (EP0006025)。YS Tyan と EA Perez-Albuerne、1982 年、「短絡損失を最小限に抑えた光電池の統合アレイ」、コダック、米国特許 4,315,096。Tyanは特にコダックで重要な特許と論文を発表し、CdTe を重要な薄膜オプションとして確立するのに貢献しました。
- ^ B. Basol、E. Tseng、RL Rod、1981、「薄膜ヘテロ接合光電池およびその製造方法」、Monosolar米国特許 4,388,483。B . Basol は、Monosolar の電気めっきおよび CdTe 接触のさまざまな側面について特許を取得しました。Monosolar はその後 SOHIO に買収され、その後 British Petroleum に吸収されました。BP Solar では電気めっきは 2002 年頃まで継続されましたが、BP のすべての薄膜作業とともに中止されました。
- ^ ピーター・マイヤーズ氏は、アメテックからソーラーセルズ社を経てファーストソーラーに至る経緯を説明しています。彼はアメテックの特許、米国特許4,260,427、1981年、米国特許4,710,589、1987年、およびSCI/ファーストソーラーの特許を担当しています。
- ^ abc K. Zweibel (1995). 「薄膜の過去、現在、そして未来」(PDF) . Nrel/Tp-413-7486 . doi :10.2172/61140.R. Noufi、K. Zweibel (2006)。高効率 CdTe および CIGS 薄膜太陽電池: ハイライトと課題。国立再生可能エネルギー研究所、コロラド州ゴールデン、80401、米国。2008 年 10 月 7 日のオリジナルからアーカイブ。2008 年10 月 9 日に取得。
- ^ Fairley, P. (2003). 「BPソーラーが薄膜太陽光発電を廃止」IEEE Spectrum 40 : 18–19. doi :10.1109/MSPEC.2003.1159741. S2CID 26399121.
- ^ “ブンター・イスト・ベッサー”. antec-solar.de。
- ^ 「Company—Yesterday to Tomorrow」Calyxo 2015年8月1日閲覧。2011
/02 Solar Fields LLCがQ-Cellsの株式を取得
- ^ 「ファーストソーラー、GEのPrimeStar Solar IPを買収、第2四半期の収益は未達、ガイダンスを引き下げ」GrenntechMedia、2013年8月6日。
- ^ 「ファーストソーラーが順調に業績を伸ばしている一方、CdTe 薄膜 PV パックの他社は混乱を続けている」Fabtech.org、2008 年 8 月 21 日。
- ^ 「Empa CdTe—薄膜と太陽光発電」Empa 。 2015年8月5日閲覧。
- ^ 長い待ち時間の後、マクマスターが殿堂入り、2008年4月29日
- ^ DH Rose 他 (1999 年 10 月)。「薄膜 CdTe パネルの高スループット処理の技術サポート」(PDF)。国立再生可能エネルギー研究所。p. viii。NREL SR-520-27149。
- ^ 「First Solar 年間製造レベル」FirstSolar.com、2008 年。[永久リンク切れ ]
- ^ フリードマン、トーマス・L.（2009年11月5日）。『暑く、平坦で、混雑している：なぜ世界は緑の革命を必要とするのか - そして、どうすれば地球の未来を一新できるのか』ペンギンブックス社、388ページ。ISBN 978-0-14-191850-1。
- ^ ファーストソーラー、GEに薄膜パートナーシップの株式1.8%を譲渡。bloomberg.com。2013-08-07
- ^ 「ファーストソーラー年次報告書」（PDF）。[永久リンク切れ ]
- ^ ファーストソーラー CdTe 太陽光発電技術: 環境、健康、安全評価。(2013) 国立再生可能エネルギーセンター (CENER)、Fundacion Chile。https://www.firstsolar.com/en-Emea/-/media/First-Solar/Sustainability-Documents/Sustainability-Peer-Reviews/Chile-Peer-Review---Cener_EN.ashx
- ^ McCandless, BE; Birkmire, RW; Buchanan, WA (2002 年 5 月)。「テルル化カドミウム膜の気相輸送堆積」。第 29 回 IEEE 光起電スペシャリスト会議の会議記録、2002 年。pp. 547–550。doi : 10.1109 / PVSC.2002.1190623。ISBN 0-7803-7471-1. S2CID 119779034。
- ^ 「First Solar、史上最高効率の薄膜PVセルを開発」firstsolar.com。2014年9月9日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年8月25日閲覧。
- ^ 「First Solar、薄膜モジュール効率の世界記録17.0パーセントを達成」firstsolar.com。2014年3月20日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2014年3月20日閲覧。
- ^ Sinha, P. (2013). 「CdTe 光電池のライフサイクル材料と水管理」.太陽エネルギー材料と太陽電池. 119 : 271–275. Bibcode :2013SEMSC.119..271S. doi :10.1016/j.solmat.2013.08.022.
- ^ 「ファーストソーラー、CdTe太陽電池の変換効率が記録的な22.1%を達成」。2016年11月8日閲覧。
- ^ Powalla, Michael; Paetel, Stefan; Ahlswede, Erik; Wuerz, Roland; Wessendorf, Cordula D.; Magorian Friedlmeier, Theresa (2018-12-01). 「22% を超える太陽電池効率を実現する薄膜太陽電池: CdTe 系、Cu(In,Ga)Se2 系、およびペロブスカイト系材料の概要」. Applied Physics Reviews . 5 (4): 041602. Bibcode :2018ApPRv...5d1602P. doi :10.1063/1.5061809. S2CID 139533600.
- ^ ab Romeo, Alessandro; Artegiani, Elisa (2021年1月). 「CdTeベースの薄膜太陽電池：過去、現在、そして未来」.エネルギー. 14 (6): 1684. doi : 10.3390/en14061684 .
- ^ この数値は、効率（12.6%）を1000倍して平方メートルあたりの出力ワット数（126 W/m 2 ）を算出し、次に電力にワットあたり0.57ドルの記載されたコストを掛けて72ドル/m 2として計算されます。
- ^ “再生エネルギーシステム”.ハンザー・フェルラーク2012年。
- ^ P. Singh、 NM Ravindra (2012年6 月)。「太陽電池の性能の温度依存性 - 分析」。太陽エネルギー材料と太陽電池。101 : 36–45。Bibcode :2012SEMSC.101...36S。doi : 10.1016/j.solmat.2012.02.019。
- ^ Green, M. (2003 年 8 月). 「太陽電池の性能の一般的な温度依存性とデバイスモデリングへの影響」.太陽光発電の進歩: 研究と応用. 11 (5): 333–340. doi :10.1002/pip.496. S2CID 95689582.
- ^ N. Strevel、L. Trippel、M. Gloeckler (2012 年 8 月)。「高温条件下での First Solar PV 発電所の性能特性と優れたエネルギー収量」。Photovoltaics International。
- ^ 「パラボリックトラフ技術モデルとソフトウェアツール」 2008-07-25. 2008-09-22 にオリジナルからアーカイブ。2008-10-14に取得。他の太陽光発電価格モデルと同様に、ソーラーアドバイザリモデルは仮定に非常に敏感です。太陽光、税率、金利、割引率、ローン期間、温度係数、年間劣化率、標準条件に対する初期の定格低下、インバータの効率、O&M などのさまざまな要因が、単位電力あたりのコストに最大 10% の影響を及ぼす可能性があります。
- ^ P. Sinha、S. Dailey (2013 年 11 月)。「追跡システムで環境効率を向上」。太陽光発電業界。2013 年 12 月 13 日時点のオリジナルよりアーカイブ。2013 年 12 月 13 日閲覧。
- ^ M. Raugei; V. Fthenakis (2010). 「CdTe PVからのカドミウムの流れと排出：将来の期待」.エネルギー政策. 38 (9): 5223–5228. Bibcode :2010EnPol..38.5223R. doi :10.1016/j.enpol.2010.05.007.
- ^ 「重要な薄膜資源の評価」。2009 年 5 月 7 日のオリジナル(.doc ファイル)からアーカイブ。
- ^ 「テルル」(PDF)鉱物商品概要米国地質調査所2008 年 1 月
- ^ 「初のソーラーCdTe光起電技術：環境、健康、安全評価」国立再生可能エネルギーセンター。2013年10月。32ページ。
- ^ Max Marwede、Armin Reller (2012)。「テルル化カドミウム太陽光発電廃棄物からのテルルの将来のリサイクルフロー」( PDF )。資源、保全、リサイクル。69 (4): 35–49。Bibcode :2012RCR....69...35M。doi :10.1016/ j.resconrec.2012.09.003。
- ^ 中国四川省新居鉱物資源開発公司の出版物
- ^ Zweibel, K. (2010 ) . 「テルル供給がカドミウムテルル化物太陽光発電に与える影響」。サイエンス。328 (5979): 699–701。Bibcode : 2010Sci ...328..699Z。doi : 10.1126/science.1189690。PMID 20448173。S2CID 29231392 。
- ^ BL コーエン (1984)。 「テルル存在量の異常な挙動」。Geochimica et Cosmochimica Acta。48 (1): 204–205。Bibcode :1984GeCoA..48..203C。土井：10.1016/0016-7037(84)90363-6。
- ^ ab Hein, J. (2004). 「国際海底地域の多金属団塊以外の鉱物に関するワークショップの第 5 章」。コバルトに富む鉄マンガンクラスト: 世界的な分布、組成、起源、研究活動。キングストン、ジャマイカ: 国際海底機構、資源環境監視局。ISBN 978-976-610-647-8Te は、
宇宙における存在量が原子番号 40 より大きい他の元素と同等かそれ以上である点で宇宙でユニークであると考えられていますが、地球の地殻と海水中では最も少ない元素の 1 つです。
- ^ Hein, J.; Koschinsky, A.; Halliday, A. (2003). 「テルルに富むマンガン鉄クラストの地球規模の発生とテルルの濃縮モデル」Geochimica et Cosmochimica Acta . 67 (6): 1117–1127. Bibcode :2003GeCoA..67.1117H. doi :10.1016/s0016-7037(02)01279-6.
尾根は 400～4000 メートルの深さに発生し、何百万年もの間、海流によって岩石から堆積物が洗い流されてきた。クラスト…厚さ 250 mm までの舗装を形成する
- ^ カレン・フィールド。「豆腐成分が太陽光パネルのコストを削減」EE Times。2014年。
- ^ Major, JD; Treharne, RE; Phillips, LJ; Durose, K. (2014). 「Cd Te太陽電池の低コストで毒性のない成長後活性化ステップ」. Nature . 511 (7509): 334–337. Bibcode :2014Natur.511..334M. doi :10.1038/nature13435. PMID 25030171. S2CID 4399087.
- ^ 「ファーストソーラーのCdTe薄膜の安全性に関する真実」。2016年11月8日閲覧。
- ^ V. Fthenakis、M. Fuhrmann、J. Heiser、W. Wang (2004)。火災時のCdTe PVモジュールにおける元素の放出と再分布に関する実験的調査(PDF)。第19回ヨーロッパPV太陽エネルギー会議。パリ、フランス。2008年10月7日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。
- ^ Beckmann, J.; Mennenga, A. (2011). 「テルル化カドミウムモジュールで作られた太陽光発電システムで火災が発生した場合の排出量の計算」(文書)。バイエルン州環境保護庁。
- ^ V. Fthenakis; HC Kim (2006). 「CdTe 光電池: ライフサイクル環境プロファイルと比較」.欧州材料研究協会会議、環境問題シンポジウム. 515 (15): 5961–5963. Bibcode :2007TSF...515.5961F. doi :10.1016/j.tsf.2006.12.138.
- ^ DH Rose 他 (1999 年 10 月)。「薄膜 CdTe パネルの高スループット処理の技術サポート」(PDF)。国立再生可能エネルギー研究所。
- ^ Major, Jonathan D. (2016). 「CdTe薄膜太陽電池の粒界：レビュー」.半導体科学技術. 31 (9): 093001. Bibcode :2016SeScT..31i3001M. doi : 10.1088/0268-1242/31/9/093001 .
- ^ abcd Giacchetta, Giancarlo; Leporini, Mariella; Marchetti, Barbara (2013年7月). 「薄膜太陽光発電モジュールの寿命末期管理のための新しい高価値プロセスの環境的利点の評価」. Journal of Cleaner Production . 51 : 214–224. Bibcode :2013JCPro..51..214G. doi :10.1016/j.jclepro.2013.01.022. ISSN 0959-6526.
- ^ abcd Fthenakis, Vasilis M (2004 年 8 月). 「CdTe PV 生産におけるカドミウムのライフサイクル影響分析」.再生可能エネルギーと持続可能なエネルギーレビュー. 8 (4): 303–334. Bibcode :2004RSERv...8..303F. doi :10.1016/j.rser.2003.12.001. ISSN 1364-0321.
- ^ Zhang, Xiaofeng; Huang, Daxin; Jiang, Wenlong; Zha, Guozheng; Deng, Juhai; Deng, Pan; Kong, Xiangfeng; Liu, Dachun (2020年1月). 「テルル化カドミウム廃棄物の加硫-真空蒸留による希少金属の選択的分離および回収」.分離精製技術. 230 : 115864. doi : 10.1016/j.seppur.2019.115864 . ISSN 1383-5866.
- ^ マルケッティ、バーバラ;コルヴァーロ、フランチェスコ。ジャケッタ、ジャンカルロ。ポロナラ、ファビオ。コッチ・グリフォーニ、ロベルタ。レポリーニ、マリエラ (2018-02-12)。 「ダブル グリーン プロセス: CdTe、a-Si、および CIS/CIGS 薄膜太陽電池モジュールをリサイクルするための環境への影響が少ない方法」。持続可能な工学の国際ジャーナル。11 (3): 173–185。土井：10.1080/19397038.2018.1424963。ISSN 1939-7038。S2CID 115286183。
- ^ 「ファーストソーラーのモジュールリサイクルプログラムの進化」（PDF）。FirstSolar 。 2013年、p.2 。 2015年7月28日閲覧。
- ^ ftp://ftp.co.imperial.ca.us/icpds/eir/campo-verde-solar/final/life-cycle-cdte.pdf [永久リンク切れ ]
- ^ Held, M. (2009-11-18). 「CdTe PVモジュールリサイクルのライフサイクルアセスメント」。第24回欧州太陽光発電エネルギー会議、2009年9月21～25日、ドイツ、ハンブルク。2009年9月21～25日：2370～2375。doi ：10.4229 / 24thEUPVSEC2009-3CO.7.4（2024年11月2日現在非アクティブ）。
{{cite journal}}: CS1 maint: DOI inactive as of November 2024 (link) - ^ abc Fthenakis, VM; Moskowitz , PD (2000 年 1 月)。「太陽光発電: 環境、健康、安全の問題と展望」。太陽光発電の進歩: 研究と応用。8 (1): 27–38。doi : 10.1002 /(sici)1099-159x(200001/02)8:1<27::aid-pip296>3.0.co;2-8。ISSN 1062-7995 。
- ^マルバニー、 ダスティン（2014-07-01 ）。「グリーンジョブは単なるジョブか？太陽光発電のライフサイクルにおけるカドミウムの物語」。ジオフォーラム。54 ：178-186。doi ：10.1016/j.geoforum.2014.01.014。ISSN 0016-7185 。
- ^ 「First Solar、CdTeモジュールのワット当たりコストが2007年以来四半期ベースで最大に低下したと報告」CleanTechnica 2013年11月7日。
- ^ パシフィック・クレスト・プレゼンテーション、2008年8月3日～5日[永久リンク切れ ]
- ^ 「グリッド接続型大規模電力システム」ウェブサイト。First Solar。
- ^ 「Agua Caliente (アクセス制限あり)」. First Solar.
- ^ http://www.power-technology.com 世界最大の太陽光発電所、2013年8月29日
- ^ ab 「プロジェクト」。First Solar。
- ^ 「juwi.deのレポート」(PDF)。2012年1月13日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。 (401 KB)
- ^ 「Belectric press announcement」（PDF） 。 2015年1月13日時点のオリジナル（PDF）よりアーカイブ。 2015年1月6日閲覧。 (525KB)
- ^ 「ファーストソーラー、サザンカリフォルニアエジソンとの2つの太陽光発電プロジェクトを発表」Semiconductor-Today.com、2008年7月17日。
- ^ 「カリフォルニアの電力会社が250MWの屋上太陽光発電システムを設置」 SustainableBusiness.com 2008年3月27日 オリジナルより2009年5月7日アーカイブ。 2009年4月6日閲覧。
さらに読む
- Fthenakis, V.; Kim, HC (2007 年 5 月31日)。「CdTe 光電池: ライフサイクル環境プロファイルと比較」(PDF)。Thin Solid Films。515 ( 15): 5961。Bibcode : 2007TSF ...515.5961F。doi :10.1016/j.tsf.2006.12.138 。
- Hill, AH「光電エネルギー変換の進歩」(PDF)。NASA技術レポート サーバー。2011 年 6 月 6 日のオリジナル(PDF)からアーカイブ。
- スティーブンソン、リチャード (2008 年 8 月)。「First Solar: 1 ドル ワットの探求」IEEE Spectrum 45 ( 8): 26–31。doi :10.1109/mspec.2008.4586284。S2CID 22643732。2008年 8 月 7 日時点のオリジナルからアーカイブ。