Slupinski afhandling 1 del - Read

CIGS/CIS- og CdTe-solceller kan ligesom de amorfe solceller være bøjelige afhængigt af indkapslingen.
CIGS/CIS-solceller har en sort ensfarvet overflade, mens CdTe-solceller er iriserende grønlige, som tidligere
vist i fig. 3.3b. Deres effektivitet ligger på henholdsvis 10 og 9 %.
Der er dog diskussion om disse solcellers potentialer i bygningsindustri (Andersson et al. 1998). Som en af
deres hovedingredienser indeholder CIGS/CIS-solcellerne indium, som er et sjældent materiale, der
samtidigt også efterspørges af elektronikindustrien (Andersson et al. 1998). Lignende problemstilling gør sig
gældende i CdTe-solceller, der indeholder tellurid. (Andersson et al. 1998). Dette kunne bl.a. være en af
grundene til, at både CIS/CIGS- samt CdTe-solcellerne kun havde en markedsandel på sammenlagt 1 % i
2003. Desuden indeholder CdTe-solceller også cadmium, som på trods af, at det også findes i mange
batterier, er giftigt og dermed kan markedsføringsmæssigt stride imod konceptet om solceller som en ”sund”
energikilde.
De mørkebrune GaAs-solceller har den højeste paneleffektivitet på 27 % og bruges stort set kun i
rumfartsindustri pga. deres høje anskaffelsespris på gallium (Poulsen). GaAs-solceller indeholder desuden
den giftige arsen.
Derudover findes der indenfor tyndfilmsolceller også de såkaldte tandem- eller multi-junction-solceller,
som er komponeret af flere lag forskellige solcellematerialer, der hver især er optimeret til at absorbere et
specifikt udsnit af dagslysets spektrum, som vist i spektralfordelingskurverne for deres absorption i fig. 3.3e .
Designpotentialer i multi-junction-solceller kan sidestilles med de andre tyndfilmsolceller i kraft af deres
lignende materialitet.
Fig. 3.3e Spektralfordelingskurver for absorption i en trippel amorf multijunction
siliciumsolcelle med forskellige absorptionslag set individuelt og
samlet i forhold til solens stråling angivet med den orange kurve.
Kilde: Uni-Solar
Den mest udbredte produktionsmetode indenfor tyndfilmsteknologi kaldes sputtering, som billedligt minder
om spraying eller pådampning. Sputtering indebærer, at enkelte molekyler deponeres på et substrat i
ekstremt tynde lag – ned til nanoskala - ved en temperatur på 200–500 o C. Efter flere gentagelser af
processen får man en lagdelt struktur, der udgør tyndfilmsolcellens væsentligste bestanddel. Sputteringprocessens
energiforbrug ligger langt under de krystallinske siliciumwafers energiforbrug, fordi det
sputterede lag er ned til 99 % tyndere end de skårede lag ved de krystallinske wafersolceller samtidigt med,
at materialespild under produktionen er minimalt (Deutsche Gesellschaft für Sonnenenergie 2005 s. 31).
I modsætning til de krystallinske siliciumsolcellers produktion af enkelte wafers, fremstilles tyndfilmsolceller
som hele paneler direkte på indkapslingen allerede under deponeringsprocessen. Disse paneler kaldes raw
modules – rå paneler, som senere indkapsles på den anden side til færdige paneler.
Fremstillingssekvensen af tyndfilmsolceller kan anes i snittegningen i fig. 3.3f. Fremstillingen sker ved, at
først sputteres et el-ledende lag, der på den solvendte side er transparent for ikke at blokere for sollyset, et
såkaldt transparent conductive oxide – transparent ledende oxid - forkortet TCO (Deutsche Gesellschaft für
Sonnenenergie 2005 s. 32). Efterfølgende skæres der parallelle adskillende kanaler i TCO, enten mekanisk
eller med laser, hvorpå der sputteres et heldækkende lag af selve solcellematerialet. Igen skæres der
gennemgående kanaler i solcellematerialet, hvorpå der igen sputteres et heldækkende el-ledende lag
49