Cadmium telluride photovoltaics
कैडमियम टेलुराइड (सी. डी. टी. ई.) फोटोवोल्टिक एक फोटोवोल्टिक (पी. वी.) तकनीक है जो एक पतली अर्धचालक परत में कैडमियम टेलुराइड के उपयोग पर आधारित है जिसे सूर्य के प्रकाश को अवशोषित करने और बिजली में बदलने के लिए डिज़ाइन किया गया है। कैडमियम टेलुराइड पी. वी. एकमात्र पतली फिल्म तकनीक है जिसकी लागत बहु-किलोवाट प्रणालियों में क्रिस्टलीय सिलिकॉन से बनी पारंपरिक सौर कोशिकाओं की तुलना में कम है। जीवनचक्र के आधार पर, सी. डी. टी. ई. पी. वी. में किसी भी वर्तमान फोटोवोल्टिक प्रौद्योगिकी का सबसे छोटा कार्बन पदचिह्न, सबसे कम जल उपयोग और सबसे कम ऊर्जा भुगतान समय है। सी. डी. टी. ई. का एक वर्ष से भी कम का ऊर्जा भुगतान समय अल्पकालिक ऊर्जा घाटे के बिना तेजी से कार्बन में कमी की अनुमति देता है। उत्पादन के दौरान और जब पैनलों का निपटान किया जाता है तो कैडमियम की विषाक्तता एक पर्यावरणीय चिंता है। इनमें से कुछ को उनके जीवन काल के अंत में सी. डी. टी. ई. मॉड्यूल के पुनर्चक्रण द्वारा कम किया जा सकता है, क्योंकि सी. डी. टी. ई. मॉड्यूल के पुनर्चक्रण के बारे में अनिश्चितताएं हैं और जनता की राय इस तकनीक के प्रति संदेहपूर्ण है। दुर्लभ सामग्रियों का उपयोग भी मध्यावधि भविष्य में सी. डी. टी. ई. प्रौद्योगिकी की औद्योगिक मापनीयता के लिए एक सीमित कारक बन सकता है। टेल्यूरियम की प्रचुरता-जिसमें से टेल्यूराइड आयनिक रूप है-पृथ्वी की पपड़ी में प्लैटिनम की तुलना में है और मॉड्यूल की लागत में महत्वपूर्ण योगदान देता है। सी. डी. टी. ई. फोटोवोल्टिक का उपयोग दुनिया के कुछ सबसे बड़े फोटोवोल्टिक बिजली स्टेशनों में किया जाता है, जैसे कि पोखराज सोलर फार्म। दुनिया भर में पी. वी. उत्पादन में 5.1 प्रतिशत की हिस्सेदारी के साथ, सी. डी. टी. ई. प्रौद्योगिकी ने 2013 में पतले फिल्म बाजार में आधे से अधिक का योगदान दिया। सी. डी. टी. ई. थिन फिल्म तकनीक का एक प्रमुख निर्माता टेम्पे, एरिजोना में स्थित कंपनी फर्स्ट सोलर है। पृष्ठभूमि प्रमुख पी. वी. प्रौद्योगिकी हमेशा क्रिस्टलीय सिलिकॉन वेफर्स पर आधारित रही है। पतली फिल्में और सांद्रक लागत को कम करने के शुरुआती प्रयास थे। पतली फिल्म सूर्य के प्रकाश को अवशोषित करने और परिवर्तित करने के लिए पतली अर्धचालक परतों का उपयोग करने पर आधारित होती हैं। कॉन्सेंट्रेटर प्रत्येक पैनल पर अधिक धूप डालने के लिए लेंस या दर्पण का उपयोग करके पैनलों की संख्या को कम करते हैं। व्यापक रूप से विकसित की जाने वाली पहली पतली फिल्म तकनीक अनाकार सिलिकॉन थी। हालांकि, यह तकनीक कम दक्षता और धीमी जमा दर (उच्च पूंजी लागत के लिए अग्रणी) से ग्रस्त है। इसके बजाय, पी. वी. बाजार 2007 में क्रिस्टलीय सिलिकॉन के साथ लगभग 4 गीगावाट तक पहुंच गया जिसमें लगभग 90 प्रतिशत बिक्री शामिल थी। इसी स्रोत ने अनुमान लगाया कि 2007 में लगभग 3 गीगावाट स्थापित किए गए थे। इस अवधि के दौरान कैडमियम टेलुराइड और कॉपर इंडियम डिसेलेनाइड या सी. आई. एस.-मिश्र धातुओं का विकास किया जा रहा था। प्रयोगशाला में बहुत अधिक छोटे क्षेत्र की कोशिका क्षमता 20 प्रतिशत तक पहुँचने के कारण बाद वाले का उत्पादन प्रति वर्ष 1-30 मेगावाट की मात्रा में होना शुरू हो गया है। सी. डी. टी. ई. कोशिका दक्षता 2016 तक 22.1% के रिकॉर्ड के साथ प्रयोगशाला में 20 प्रतिशत के करीब है। सी. डी. टी. ई. में इतिहास अनुसंधान 1950 के दशक का है, क्योंकि इसका बैंड अंतर (~ 1.5 ई. वी.) बिजली में परिवर्तन के मामले में सौर स्पेक्ट्रम में फोटॉनों के वितरण के लिए लगभग एक आदर्श मेल है। एक सरल हेटेरोजंक्शन डिजाइन विकसित हुआ जिसमें पी-प्रकार सी. डी. टी. ई. का एन-प्रकार कैडमियम सल्फाइड (सी. डी. एस.) के साथ मिलान किया गया था। सेल को ऊपर और नीचे के संपर्कों को जोड़कर पूरा किया गया था। सी. डी. एस./सी. डी. टी. ई. कोशिका दक्षता में प्रारंभिक अग्रणी 1960 के दशक में जी. ई. और फिर कोडक, मोनोसोलर, मात्सुशिता और ए. एम. ई. टी. ई. के. थे। 1981 तक, कोडक ने क्लोज-स्पेस सब्लिमेशन (सीएसएस) का उपयोग किया और पहली 10 प्रतिशत कुशल कोशिकाएं और पहली बहु-कोशिका उपकरण (12 कोशिकाएं, 8 प्रतिशत दक्षता, 30 सेमी2) बनाए। मोनोसोलर और ए. एम. ई. टी. ई. के. ने इलेक्ट्रोडिपोजिशन का उपयोग किया, जो एक लोकप्रिय प्रारंभिक विधि थी। मात्सुशिता ने स्क्रीन प्रिंटिंग के साथ शुरुआत की लेकिन 1990 के दशक में सीएसएस में स्थानांतरित हो गई। 1980 के दशक की शुरुआत में कोडक, मात्सुशिता, मोनोसोलर और एएमईटीईके में लगभग 10 प्रतिशत सूर्य के प्रकाश से बिजली की दक्षता वाली कोशिकाओं का उत्पादन किया गया था। एक महत्वपूर्ण कदम आगे बढ़ा जब मॉड्यूल नामक बड़े क्षेत्र के उत्पादों को बनाने के लिए कोशिकाओं को आकार में बढ़ाया गया। इन उत्पादों को छोटी कोशिकाओं की तुलना में उच्च धाराओं की आवश्यकता होती है और यह पाया गया कि एक अतिरिक्त परत, जिसे पारदर्शी संचालन ऑक्साइड (टी. सी. ओ.) कहा जाता है, कोशिका के शीर्ष पर (धातु ग्रिड के बजाय) धारा की गति को सुविधाजनक बना सकती है। ऐसा ही एक टी. सी. ओ., टिन ऑक्साइड, अन्य उपयोगों (तापीय परावर्तक खिड़कियाँ) के लिए उपलब्ध था। पी. वी. के लिए अधिक प्रवाहकीय बनाया गया, टिन ऑक्साइड सी. डी. टी. ई. पी. वी. मॉड्यूल में मानक बन गया और बना हुआ है। सी. डी. टी. ई. कोशिकाओं ने 1992 में टी. सी. ओ./सी. डी. एस./सी. डी. टी. ई. स्टैक में एक बफर परत जोड़कर 15 प्रतिशत से अधिक दक्षता हासिल की और फिर अधिक प्रकाश स्वीकार करने के लिए सी. डी. एस. को पतला कर दिया। चू ने बफर परत के रूप में प्रतिरोधी टिन ऑक्साइड का उपयोग किया और फिर सी. डी. एस. को कई माइक्रोमीटर से मोटाई में आधे माइक्रोमीटर से कम कर दिया। मोटा सी. डी. एस., जैसा कि इसका उपयोग पहले के उपकरणों में किया जाता था, लगभग 5 एम. ए./सी. एम. 2 प्रकाश को अवरुद्ध कर देता था, या सी. डी. टी. ई. उपकरण द्वारा उपयोग करने योग्य प्रकाश का लगभग 20 प्रतिशत। अतिरिक्त परत ने उपकरण के अन्य गुणों से समझौता नहीं किया। 1990 के दशक की शुरुआत में, अन्य खिलाड़ियों ने मिश्रित परिणामों का अनुभव किया। गोल्डन फोटॉन ने एक स्प्रे निक्षेपण तकनीक का उपयोग करके 7.7% पर एन. आर. ई. एल. में मापा गया सर्वश्रेष्ठ सी. डी. टी. ई. मॉड्यूल के लिए एक छोटी अवधि के लिए रिकॉर्ड बनाया। मात्सुशिता ने सीएसएस का उपयोग करके 11 प्रतिशत मॉड्यूल दक्षता का दावा किया और फिर तकनीक को छोड़ दिया। एक समान दक्षता और भाग्य अंततः बी. पी. सोलर में हुआ। बी. पी. ने इलेक्ट्रोडिपोजिशन का उपयोग किया (मोनोसोलर से एक परिपथ मार्ग द्वारा विरासत में मिला जब उसने मोनोसोलर के अधिग्रहणकर्ता एस. ओ. एच. आई. ओ. को खरीदा)। बी. पी. सोलर ने नवंबर 2002 में सी. डी. टी. ई. गिराया। एंटेक लगभग 7 प्रतिशत कुशल मॉड्यूल बनाने में सक्षम था, लेकिन 2002 में एक छोटी, तेज बाजार मंदी के दौरान व्यावसायिक रूप से उत्पादन शुरू करने पर दिवालिया हो गया। हालाँकि, 2014 तक एंटेक ने अभी भी सी. डी. टी. ई. पी. वी. मॉड्यूल बनाए। सीडीटीई स्टार्ट-अप्स में टोलेडो सोलर इंक (प्रति वर्ष 100 मेगावाट), कैलिक्सो (पूर्व में क्यू-सेल्स के स्वामित्व में), प्राइमस्टार सोलर, अरवाडा, कोलोराडो (जीई से फर्स्ट सोलर द्वारा अधिग्रहित), अरेन्डी (इटली) शामिल हैं। एंटेक सहित, उनका कुल उत्पादन प्रति वर्ष 70 मेगावाट से कम है। एम्पा, सामग्री परीक्षण और अनुसंधान के लिए स्विस संघीय प्रयोगशालाएं, लचीले सब्सट्रेट पर सी. डी. टी. ई. सौर कोशिकाओं के विकास पर ध्यान केंद्रित करती हैं और लचीले प्लास्टिक पन्नी और कांच के सब्सट्रेट के लिए क्रमशः 13.5% और 15.6% की कोशिका दक्षता का प्रदर्शन करती हैं। एस. सी. आई. और फर्स्ट सोलर प्रमुख व्यावसायिक सफलता सोलर सेल्स इनकॉर्पोरेटेड (एस. सी. आई.) को मिली। इसके संस्थापक, हेरोल्ड मैकमास्टर ने बड़े पैमाने पर कम लागत वाली पतली फिल्मों की कल्पना की। अनाकार सिलिकॉन की कोशिश करने के बाद, वह जिम नोलन के आग्रह पर सी. डी. टी. ई. में स्थानांतरित हो गए और सोलर सेल्स इंक. की स्थापना की, जो बाद में फर्स्ट सोलर बन गई। मैकमास्टर ने अपने उच्च दर, उच्च-थ्रूपुट प्रसंस्करण के लिए सी. डी. टी. ई. का समर्थन किया। फरवरी 1999 में, मैकमास्टर ने कंपनी को ट्रू नॉर्थ पार्टनर्स को बेच दिया, जिन्होंने इसे फर्स्ट सोलर नाम दिया। अपने शुरुआती वर्षों में फर्स्ट सोलर को असफलताओं का सामना करना पड़ा, और प्रारंभिक मॉड्यूल दक्षता मामूली थी, लगभग 7 प्रतिशत। वाणिज्यिक उत्पाद 2002 में उपलब्ध हुआ। 2005 में उत्पादन 25 मेगावाट तक पहुंच गया। कंपनी ने पेरीसबर्ग, ओहियो और जर्मनी में निर्माण किया। 2013 में, फर्स्ट सोलर ने कंपनी में 1.8% हिस्सेदारी के बदले में जीई की थिन फिल्म सोलर पैनल तकनीक का अधिग्रहण किया। आज, फर्स्ट सोलर 2016 में 16.4% की औसत मॉड्यूल दक्षता के साथ 3 गीगावाट से अधिक का निर्माण करता है। फर्स्ट सोलर विशेष रूप से सी. डी. टी. ई. के निक्षेपण के लिए सी. एस. एस. (क्लोज्ड स्पेस सब्लिमेशन) के बदले में एक उच्च दर वाले वाष्प परिवहन निक्षेपण प्रक्रिया का उपयोग करता है। यह एक प्रकार का भौतिक वाष्प निक्षेपण है जहाँ सी. डी. टी. ई. को पहली बार ऊपर की ओर के क्षेत्र में उत्प्लावित किया जाता है। फिर, सी. डी. और टी. ई. 2 गैसें एक ठंडे डाउनस्ट्रीम क्षेत्र में बहती हैं जहाँ वे ठोस सी. डी. टी. ई. बनाने के लिए एक सब्सट्रेट पर संघनित होती हैं। इस प्रक्रिया को सी. एस. एस. की तुलना में प्राथमिकता दी जाती है क्योंकि यह अधिक एकरूपता वाली फिल्मों का उत्पादन करती है और सब्सट्रेट के किसी भी विन्यास पर निक्षेपण की अनुमति देती है। प्रौद्योगिकी सेल दक्षता अगस्त 2014 में फर्स्ट सोलर ने 21.1% रूपांतरण दक्षता वाले एक उपकरण की घोषणा की। फरवरी 2016 में, फर्स्ट सोलर ने घोषणा की कि वे अपने सीडीटी कोशिकाओं में एक रिकॉर्ड 22.1% रूपांतरण दक्षता तक पहुँच गए हैं। 2014 में, फर्स्ट सोलर द्वारा रिकॉर्ड मॉड्यूल दक्षता को 16.1% से 17.0% तक बढ़ाया गया था। इस समय, कंपनी ने अपने सी. डी. टी. ई. पी. वी. के लिए औसत उत्पादन लाइन मॉड्यूल दक्षता 2017 तक 17 प्रतिशत होने का अनुमान लगाया, लेकिन 2016 तक, उन्होंने एक मॉड्यूल दक्षता ~19.5% के करीब होने की भविष्यवाणी की। 22 प्रतिशत की इन रिकॉर्ड उच्च क्षमताओं तक पहुंचने के लिए, मिश्र धातु का उपयोग बैंड गैप ग्रेडिंग के लिए किया जाता है। सी. डी. टी. ई. में सेलेनियम को शामिल करने वाले एक यौगिक का उपयोग सौर सेल में बिना मिश्र धातु वाले सी. डी. टी. ई. के अलावा प्रकाश की कुछ तरंग दैर्ध्य के लिए क्वांटम दक्षता प्रतिक्रिया में सुधार करने के लिए किया जाता है। दक्षता में इस बड़ी वृद्धि में अन्य प्रमुख योगदानकर्ता कोशिका के भीतर MgZnO (MZO) का उपयोग है। सी. डी. एस. एक्स. टी. ई. 1-x/सी. डी. टी. ई. संरचना का उपयोग करने वाली कोशिका में सी. डी. एस. के स्थान पर एम. जेड. ओ. का उपयोग किया जा सकता है। सी. डी. एस. अक्षम अवशोषण का स्रोत है, जबकि एम. जेड. ओ. में एक ट्यूनेबल बैंड गैप है जिसे उच्च पारदर्शिता और सी. डी. सेक्स. टी. ई. 1-x के साथ अच्छे संरेखण के लिए अनुकूलित किया जा सकता है। प्रक्रिया अनुकूलन प्रक्रिया अनुकूलन ने थ्रूपुट में सुधार किया और लागत को कम किया। सुधारों में व्यापक सब्सट्रेट (चूंकि पूंजी लागत उपरेखीय पैमाने पर होती है और स्थापना लागत को कम किया जा सकता है), पतली परतें (सामग्री, बिजली और प्रसंस्करण समय को बचाने के लिए), और बेहतर सामग्री उपयोग (सामग्री और सफाई लागत को बचाने के लिए) शामिल थे। 2014 सी. डी. टी. ई. मॉड्यूल की लागत लगभग 72 डॉलर प्रति मॉड्यूल या लगभग 90 डॉलर प्रति मॉड्यूल थी। परिवेशीय तापमान मॉड्यूल दक्षताओं को प्रयोगशालाओं में 25 डिग्री सेल्सियस के मानक परीक्षण तापमान पर मापा जाता है, हालांकि क्षेत्र मॉड्यूल में अक्सर बहुत अधिक तापमान के संपर्क में आते हैं। सी. डी. टी. ई. का अपेक्षाकृत कम तापमान गुणांक उच्च तापमान पर प्रदर्शन की रक्षा करता है। सीडीटीई पीवी मॉड्यूल क्रिस्टलीय सिलिकॉन मॉड्यूल की आधी कमी का अनुभव करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप 5-9% के वार्षिक ऊर्जा उत्पादन में वृद्धि होती है। सौर ट्रैकिंग आज तक लगभग सभी पतली फिल्म फोटोवोल्टिक मॉड्यूल प्रणालियाँ गैर-सौर ट्रैकिंग रही हैं, क्योंकि मॉड्यूल आउटपुट ट्रैकर पूंजी और संचालन लागत की भरपाई करने के लिए बहुत कम था। लेकिन अपेक्षाकृत सस्ती एकल-अक्ष ट्रैकिंग प्रणाली प्रति स्थापित वाट 25 प्रतिशत उत्पादन जोड़ सकती है। इसके अलावा, ट्रैकर ऊर्जा लाभ के आधार पर, प्रणाली की लागत और पर्यावरणीय प्रभाव दोनों को कम करके पी. वी. प्रणाली की समग्र पर्यावरण-दक्षता को बढ़ाया जा सकता है। यह जलवायु पर निर्भर है। ट्रैकिंग दोपहर के आसपास एक सहज उत्पादन पठार भी पैदा करता है, जो दोपहर की चोटियों से बेहतर मेल खाता है। सामग्री कैडमियम (सी. डी.), एक जहरीली भारी धातु जिसे एक खतरनाक पदार्थ माना जाता है, जस्ता शोधन के दौरान जस्ता के सल्फिडिक अयस्कों के खनन, गलाने और शोधन का एक अपशिष्ट उपोत्पाद है, और इसलिए इसका उत्पादन पी. वी. बाजार की मांग पर निर्भर नहीं करता है। सी. डी. टी. ई. पी. वी. मॉड्यूल कैडमियम के लिए एक लाभकारी और सुरक्षित उपयोग प्रदान करते हैं जिसे अन्यथा भविष्य में उपयोग के लिए संग्रहीत किया जाएगा या खतरनाक अपशिष्ट के रूप में लैंडफिल में निपटाया जाएगा। खनन उपोत्पादों को एक स्थिर सी. डी. टी. ई. यौगिक में परिवर्तित किया जा सकता है और वर्षों तक सी. डी. टी. ई. पी. वी. सौर मॉड्यूल के अंदर सुरक्षित रूप से समाहित किया जा सकता है। सी. डी. टी. ई. पी. वी. क्षेत्र में एक बड़ी वृद्धि में कोयला और तेल बिजली उत्पादन को विस्थापित करके वैश्विक कैडमियम उत्सर्जन को कम करने की क्षमता है। टेल्यूरियम टेल्यूरियम (टीई) उत्पादन और भंडार अनुमान अनिश्चितता के अधीन हैं और काफी भिन्न हैं। टेल्यूरियम एक दुर्लभ, हल्का विषाक्त धातु है जिसका उपयोग मुख्य रूप से स्टील के लिए एक मशीनिंग योजक के रूप में किया जाता है। ते लगभग विशेष रूप से तांबा शोधन के उप-उत्पाद के रूप में प्राप्त किया जाता है, जिसमें सीसा और सोने के उत्पादन से कम मात्रा में प्राप्त किया जाता है। केवल एक छोटी राशि, जो प्रति वर्ष लगभग 800 मीट्रिक टन होने का अनुमान है, उपलब्ध है। यू. एस. जी. एस. के अनुसार 2007 में वैश्विक उत्पादन 135 मीट्रिक टन था। सी. डी. टी. ई. पी. वी. मॉड्यूल के एक गीगावाट (जी. डब्ल्यू.) के लिए लगभग 93 मीट्रिक टन (वर्तमान दक्षता और मोटाई पर) की आवश्यकता होगी। सामग्री दक्षता में सुधार और पी. वी. पुनर्चक्रण में वृद्धि के माध्यम से, सी. डी. टी. ई. पी. वी. उद्योग में 2038 तक पुनर्चक्रित एंड-ऑफ-लाइफ मॉड्यूल से टेलुरियम पर पूरी तरह से भरोसा करने की क्षमता है। पिछले दशक में, नई आपूर्ति पाई गई है, उदाहरण के लिए, शिनजू, चीन के साथ-साथ मैक्सिको और स्वीडन में। 1984 में खगोल भौतिकीविदों ने टेलुरियम को ब्रह्मांड के सबसे प्रचुर तत्व के रूप में पहचाना, जिसकी परमाणु संख्या 40 से अधिक है। समुद्र के नीचे की कुछ चोटियाँ टेलुरियम से भरपूर होती हैं। कैडमियम क्लोराइड/मैग्नीशियम क्लोराइड एक सी. डी. टी. ई. कोशिका के निर्माण में कोशिका की समग्र दक्षता बढ़ाने के लिए कैडमियम क्लोराइड () के साथ एक पतली परत शामिल होती है। कैडमियम क्लोराइड विषाक्त, अपेक्षाकृत महंगा और पानी में अत्यधिक घुलनशील है, जो निर्माण के दौरान एक संभावित पर्यावरणीय खतरा पैदा करता है। 2014 के शोध में पाया गया कि प्रचुर मात्रा में और हानिरहित मैग्नीशियम क्लोराइड () कैडमियम क्लोराइड के साथ-साथ कार्य करता है। इस शोध से सस्ती और सुरक्षित सी. डी. टी. ई. कोशिकाएँ बन सकती हैं। अपने आप में, कैडमियम और टेल्यूरियम विषाक्त और कार्सिनोजेनिक हैं, लेकिन सी. डी. टी. ई. एक क्रिस्टलीय जाली बनाता है जो अत्यधिक स्थिर है, और कैडमियम की तुलना में कई मात्रा में कम विषाक्त है। सी. डी. टी. ई. सामग्री के आसपास की कांच की प्लेटें (सभी वाणिज्यिक मॉड्यूल की तरह) आग के दौरान सील हो जाती हैं और जब तक कांच टूट नहीं जाता, तब तक कैडमियम नहीं निकलने देता है। कैडमियम से संबंधित अन्य सभी उपयोग और एक्सपोजर छोटे और प्रकार और परिमाण में व्यापक पी. वी. मूल्य श्रृंखला में अन्य सामग्रियों के एक्सपोजर के समान हैं, उदाहरण के लिए, विषाक्त गैसों, लेड सोल्डर या सॉल्वैंट्स (जिनमें से अधिकांश का उपयोग सी. डी. टी. ई. निर्माण में नहीं किया जाता है)। अनाज की सीमा अनाज की सीमा एक क्रिस्टलीय सामग्री के दो कणों के बीच का अंतरफलक है और तब होती है जब दो कण मिलते हैं। वे एक प्रकार के क्रिस्टलीय दोष हैं। अक्सर यह माना जाता है कि सिंगल-क्रिस्टल जी. ए. ए. और सैद्धांतिक सीमा दोनों की तुलना में सी. डी. टी. ई. में देखा गया ओपन-सर्किट वोल्टेज अंतर किसी न किसी तरह से सामग्री के भीतर अनाज की सीमाओं के कारण हो सकता है। हालाँकि ऐसे कई अध्ययन हुए हैं जिन्होंने न केवल यह सुझाव दिया है कि जी. बी. प्रदर्शन के लिए हानिकारक नहीं हैं, बल्कि वास्तव में संवर्धित वाहक संग्रह के स्रोत के रूप में फायदेमंद हो सकते हैं। इसलिए, सी. डी. टी. ई.-आधारित सौर कोशिकाओं के प्रदर्शन की सीमा में अनाज की सीमाओं की सटीक भूमिका स्पष्ट नहीं है और इस प्रश्न का समाधान करने के लिए शोध जारी है। हालांकि, उगाए गए सी. डी. टी. ई. में, अनाज की सीमाएं प्रदर्शन के लिए हानिकारक हैं। बाद की प्रक्रिया इसे बदल सकती है, लेकिन उन प्रभावों का अध्ययन मामले-दर-मामले के आधार पर किया जाना चाहिए। अनाज का आकार, और इस प्रकार, एक सी. डी. टी. ई. फिल्म में अनाज की सीमाओं की संख्या फिल्म निक्षेपण के दौरान सब्सट्रेट तापमान पर निर्भर करती है। सब्सट्रेट का तापमान जितना अधिक होगा, अनाज का आकार उतना ही बड़ा होगा और फिल्म में अनाज की सीमाओं की संख्या उतनी ही कम होगी। यदि निक्षेपण के दौरान कम सब्सट्रेट तापमान का उपयोग किया जाता है, तो आम तौर पर फिल्म पर सी. डी. सी. एल. 2 जमा करके और बाद में एनीलिंग करके अनाज का आकार बढ़ाया जाता है। यह एक महत्वपूर्ण प्रसंस्करण कदम है, क्योंकि कम तापमान पर जमा कोशिकाएं जिनमें इस चरण की कमी होती है, वे 10 प्रतिशत से अधिक रूपांतरण क्षमता तक पहुंचने में असमर्थ होती हैं। फोटोवोल्टिक मॉड्यूल का पुनर्चक्रण 25-30 वर्षों तक कहीं भी चल सकता है। पी. वी. मॉड्यूल का अनुचित निपटान पर्यावरण में विषाक्त पदार्थों को छोड़ सकता है। 2013 तक थिन-फिल्म पी. वी. मॉड्यूल के लिए औद्योगिक रूप से उच्च मूल्य वाले पुनर्चक्रण के केवल तीन तरीके उपलब्ध हैं। सेंस (सौर ऊर्जा प्रणालियों की स्थिरता मूल्यांकन) और रिज़ॉल्व्ड (सौर मूल्यवान सामग्रियों की वसूली, संवर्धन और कीटाणुशोधन) यूरोपीय वित्त पोषित प्रक्रियाएं हैं। सेंस यांत्रिक, रासायनिक और तापीय उपचारों पर निर्भर करता है। समाधान मुख्य रूप से यांत्रिक उपचारों पर निर्भर करता है। अंतिम विधि, फर्स्ट सोलर, यांत्रिक और रासायनिक प्रक्रियाओं पर निर्भर करती है। पुनर्चक्रण के यांत्रिक तरीके अधिक पर्यावरण के अनुकूल हैं क्योंकि वे रसायनों के उपयोग पर निर्भर नहीं हैं। पुनर्चक्रण प्रक्रिया में जिन सामग्रियों को पुनर्प्राप्त किया जा सकता है, उनमें धातु, माउंट, कांच और उच्च मूल्य के मामलों में, पूरा पी. वी. मॉड्यूल शामिल है। 2013 तक सी. डी. टी. ई. मॉड्यूल के लिए पुनर्चक्रण लागत पुनर्चक्रित सामग्री की पुनः बिक्री से अधिक है। हालांकि, भविष्य में पुनर्चक्रण के संभावित तरीकों से महंगी और पर्यावरण के अनुकूल नहीं होने वाली प्रक्रियाओं में कमी के माध्यम से लागत में कमी आ सकती है। भविष्य में पुनर्चक्रण के तरीकों में वल्केनाइजेशन-वैक्यूम डिस्टिलेशन और डबल ग्रीन प्रोसेस शामिल हैं। वल्केनाइजेशन-वैक्यूम आसवन को टीई प्राप्त करने के लिए एक संभावित पुनर्चक्रण प्रक्रिया के रूप में सुझाया गया है और यह टीई को 99.92% तक शुद्धियों के साथ पुनर्प्राप्त कर सकता है। डबल ग्रीन प्रक्रिया में लगभग पूरी तरह से यांत्रिक प्रक्रियाएँ होती हैं। फोटोवोल्टिक की घातीय वृद्धि के कारण दुनिया भर में स्थापित पी. वी. प्रणालियों की संख्या में काफी वृद्धि हुई है। फर्स्ट सोलर ने 2005 में पी. वी. उद्योग में पहला वैश्विक और व्यापक पुनर्चक्रण कार्यक्रम स्थापित किया। इसकी पुनर्चक्रण सुविधाएँ फर्स्ट सोलर के प्रत्येक विनिर्माण संयंत्र में काम करती हैं और नए मॉड्यूल में पुनः उपयोग के लिए अर्धचालक सामग्री का 95 प्रतिशत और नए कांच उत्पादों में पुनः उपयोग के लिए कांच का 90 प्रतिशत तक पुनर्प्राप्त करती हैं। स्टटगार्ट विश्वविद्यालय द्वारा सी. डी. टी. ई. मॉड्यूल पुनर्चक्रण के एक जीवन-चक्र मूल्यांकन ने एंड-ऑफ-लाइफ में प्राथमिक ऊर्जा की मांग में 81 एम. जे./एम. 2 से-12 एम. जे./एम. 2 की कमी, लगभग 93 एम. जे./एम. 2 की कमी, और ग्लोबल वार्मिंग क्षमता के संदर्भ में 6 कि. ग्रा. CO2-equiv./m2 से-2.5 CO2-equiv./m2, लगभग-8.5 CO2-equiv./m2 की कमी दिखाई। ये कटौती सी. डी. टी. ई. फोटोवोल्टिक मॉड्यूल के समग्र पर्यावरणीय प्रोफाइल में अत्यधिक लाभकारी परिवर्तन दिखाती है। एल. सी. ए. ने यह भी दिखाया कि पर्यावरणीय प्रभाव श्रेणियों में मुख्य योगदानकर्ता सी. डी. टी. ई. मॉड्यूल के प्रसंस्करण के भीतर आवश्यक रसायनों और ऊर्जा के कारण हैं। पर्यावरणीय और स्वास्थ्य प्रभाव फोटोवोल्टिक जीवाश्म ईंधन के कारण होने वाले विषाक्त उत्सर्जन और प्रदूषण को कम करने में सहायता कर सकते हैं। जीवाश्म ईंधन से उत्सर्जन जो वैश्विक जलवायु को प्रभावित करते हैं जैसे कि नाइट्रोजन ऑक्साइड (एनओएक्स), कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ2) और सल्फर डाइऑक्साइड (एस. ओ. 2) पी. वी. से उत्सर्जित नहीं होते हैं। पी. वी. से उत्पादित एक गीगावाट घंटे की बिजली से कोयले की तुलना में एस. ओ. 2 के उत्सर्जन में 10 टन, एन. ओ. एक्स. में 4 टन और सी. ओ. 2 के उत्सर्जन में 1000 टन की कमी आएगी। कैडमियम टेलुराइड फोटोवोल्टिक कोशिकाओं का श्रमिकों और पारिस्थितिकी तंत्र दोनों पर नकारात्मक प्रभाव पड़ता है। यू. एस. ऑक्यूपेशनल सेफ्टी एंड हेल्थ एडमिनिस्ट्रेशन द्वारा सी. डी. टी. ई. कोशिकाओं की सामग्री को साँस लेने या निगलने पर विषाक्त और कार्सिनोजेनिक दोनों माना जाता है। प्रसंस्करण सुविधाओं में काम करने वाले कर्मचारी सी. डी. के महीन कणों या धुएँ के संपर्क में आ सकते हैं और साँस ले सकते हैं। सी. डी. टी. ई. उत्पादन सुविधाएँ पर्यावरणीय समस्याओं का कारण बन सकती हैं जब उच्च दक्षता वाले उत्पादन में या कम कुशल उत्पादन विधियों में उप-उत्पाद निकास से दुर्घटनाएँ होती हैं। एक मॉड्यूल के जीवनकाल के दौरान यह किसी भी कण या वाष्प को जारी नहीं करेगा यदि इच्छित रूप से उपयोग किया जाए। एक पूर्ण मॉड्यूल के लिए धूल या वाष्प छोड़ने का एकमात्र तरीका है प्रज्वलित किया जाना, या एक महीन धूल में ग्राउंड किया जाना। प्रयोगशाला परीक्षणों में लगभग 1100 डिग्री सेल्सियस के तापमान के संपर्क में आने पर, सीडी सामग्री का 0.40% से 0.6% जारी किया गया था। समग्र सीडी वायु उत्सर्जन अनुमान 0.02 से 0.5 ग्राम प्रति गीगावाट-घंटे तक हो सकता है। प्रारंभिक सी. डी. टी. ई. मॉड्यूल प्रत्यक्षीकरण परीक्षणों में विफल रहे, हालाँकि हाल के मॉडल कुछ प्रत्यक्षीकरण परीक्षणों में उत्तीर्ण हो सकते हैं। सी. डी. की छोटी मात्रा के बावजूद जो बाहर निकल सकती है, सी. डी. टी. ई. मॉड्यूल में समग्र रूप से कम लीचेबिलिटी होती है क्योंकि उनके भीतर खतरनाक सामग्री कांच की दो परतों के भीतर होती है। सी. डी. टी. ई. मॉड्यूल में बहुत कम बायोडिग्रेडेबिलिटी होती है। बाजार व्यवहार्यता कैडमियम टेलुराइड पी. वी. की सफलता सी. डी. टी. ई. प्रौद्योगिकी के साथ कम लागत प्राप्त करने के कारण हुई है, जो कम मॉड्यूल क्षेत्र लागत के साथ पर्याप्त दक्षता के संयोजन से संभव हुई है। सी. डी. टी. ई. पी. वी. मॉड्यूल के लिए प्रत्यक्ष निर्माण लागत 2013 में $0.57 प्रति वाट तक पहुंच गई, और 2008 में प्रति नए वाट क्षमता की पूंजी लागत लगभग $0.9 प्रति वाट (भूमि और भवनों सहित) थी। उल्लेखनीय प्रणाली उपयोगिता-पैमाने सी. डी. टी. ई. पी. वी. समाधानों को विकिरण स्तर, ब्याज दरों और विकास लागत जैसे अन्य कारकों के आधार पर जीवाश्म ईंधन उत्पादन स्रोतों के साथ प्रतिस्पर्धा करने में सक्षम होने का दावा किया गया था। बड़े फर्स्ट सोलर सी. डी. टी. ई. पी. वी. प्रणालियों की हालिया स्थापनाओं को सौर ऊर्जा के अन्य रूपों के साथ प्रतिस्पर्धी होने का दावा किया गया थाः एरिज़ोना में फर्स्ट सोलर की 290-मेगावाट (एम. डब्ल्यू.) अगुआ कैलियंट परियोजना अब तक के सबसे बड़े फोटोवोल्टिक पावर स्टेशनों में से एक है। अगुआ कैलियंट में फर्स्ट सोलर के संयंत्र नियंत्रण, पूर्वानुमान और ऊर्जा समय निर्धारण क्षमताएं हैं जो ग्रिड विश्वसनीयता और स्थिरता में योगदान करती हैं। कैलिफोर्निया में 550 मेगावाट के पुखराज सौर फार्म का निर्माण नवंबर 2014 में पूरा हुआ और यह उस समय दुनिया का सबसे बड़ा सौर फार्म था। दुबई इलेक्ट्रिसिटी एंड वाटर अथॉरिटी द्वारा संचालित दुबई में फर्स्ट सोलर की 13 मेगावाट की परियोजना, मोहम्मद बिन राशिद अल मकतूम सोलर पार्क का पहला हिस्सा है, और 2013 में पूरा होने के समय यह क्षेत्र का सबसे बड़ा पीवी पावर प्लांट था। जर्मनी के वाल्डपोलेन्ज़ सोलर पार्क में जुवी समूह द्वारा स्थापित 40 मेगावाट की प्रणाली, 2007 में अपनी घोषणा के समय, दुनिया की सबसे बड़ी और सबसे कम लागत वाली नियोजित पी. वी. प्रणाली थी। इसकी कीमत 130 मिलियन यूरो थी। टेम्पलिन, ब्रांडेनबर्ग, जर्मनी में इलेक्ट्रिक द्वारा स्थापित एक 128 एम. डब्ल्यू. पी. प्रणाली यूरोप में वर्तमान में सबसे बड़ी थिन-फिल्म पी. वी. स्थापना है (जनवरी 2015 तक)। कैलिफोर्निया में 21 मेगावाट के ब्लाइथ फोटोवोल्टिक बिजली संयंत्र के लिए, एक बिजली खरीद समझौते ने उत्पन्न बिजली की कीमत 0.12 डॉलर प्रति किलोवाट घंटे (सभी प्रोत्साहनों के आवेदन के बाद) निर्धारित की। कैलिफोर्निया में "बाजार संदर्भ मूल्य" के रूप में परिभाषित, यह उस कीमत को निर्धारित करता है जो पी. यू. सी. किसी भी दिन के चरम पर बिजली स्रोत, जैसे प्राकृतिक गैस के लिए भुगतान करेगा। हालाँकि पी. वी. प्रणालियाँ रुक-रुक कर होती हैं और प्राकृतिक गैस की तरह प्रेषण योग्य नहीं होती हैं, लेकिन प्राकृतिक गैस उत्पादकों के पास ईंधन की कीमत का एक निरंतर जोखिम होता है जो पी. वी. के पास नहीं होता है। दक्षिणी कैलिफोर्निया एडिसन के साथ दो मेगावाट की छत की स्थापना के लिए एक अनुबंध। एससीई कार्यक्रम को प्रोत्साहन के बाद $875 मिलियन (औसतन $3.5/watt) की कुल लागत पर 250 मेगावाट स्थापित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। एबाउंड सोलर कैडमियम टेलुराइड कॉपर इंडियम गैलियम सेलेनाइड (सी. आई. जी. एस.) भी देखें। ऊर्जा संचयन पहला सौर उच्च दक्षता वाले सौर सेल कम लागत वाले सौर सेल नवीकरणीय ऊर्जा सौर सेल सौर ऊर्जा सौर पैनल पतली फिल्म सौर सेल संदर्भ और नोट्स आगे पढ़ने वाली सौर सेल पतली-फिल्म सेल कैडमियम टेलुरियम फोटोवोल्टिक