Cadmium telluride photovoltaics
کیڈیمیم ٹیلورائڈ (سی ڈی ٹی ای) فوٹو وولٹک ایک فوٹو وولٹک (پی وی) ٹیکنالوجی ہے جو ایک پتلی سیمی کنڈکٹر پرت میں کیڈیمیم ٹیلورائڈ کے استعمال پر مبنی ہے جو سورج کی روشنی کو جذب کرنے اور بجلی میں تبدیل کرنے کے لیے ڈیزائن کی گئی ہے۔ کیڈیمیم ٹیلورائڈ پی وی واحد پتلی فلم ٹیکنالوجی ہے جس کی لاگت ملٹی کلو واٹ سسٹمز میں کرسٹل سلکان سے بنے روایتی شمسی خلیوں سے کم ہے۔ لائف سائیکل کی بنیاد پر، سی ڈی ٹی ای پی وی میں کسی بھی موجودہ فوٹو وولٹک ٹیکنالوجی کا سب سے چھوٹا کاربن فوٹ پرنٹ، سب سے کم پانی کا استعمال اور سب سے کم توانائی واپسی کا وقت ہوتا ہے۔ سی ڈی ٹی کا ایک سال سے بھی کم کا توانائی کی واپسی کا وقت قلیل مدتی توانائی کے خسارے کے بغیر کاربن میں تیزی سے کمی کی اجازت دیتا ہے۔ پیداوار کے دوران اور جب پینلز کو ٹھکانے لگایا جاتا ہے تو کیڈیمیم کی زہریلا پن ایک ماحولیاتی تشویش ہے۔ ان میں سے کچھ کو ان کی زندگی کے اختتام پر سی ڈی ٹی ای ماڈیولز کی ری سائیکلنگ سے کم کیا جا سکتا ہے، کیونکہ سی ڈی ٹی ای ماڈیولز کی ری سائیکلنگ کے بارے میں غیر یقینی صورتحال ہے اور رائے عامہ اس ٹیکنالوجی کے بارے میں شکوک و شبہات کا شکار ہے۔ نایاب مواد کا استعمال بھی وسط مدتی مستقبل میں سی ڈی ٹی ٹیکنالوجی کی صنعتی توسیع پذیری کے لیے ایک محدود عنصر بن سکتا ہے۔ ٹیلوریم کی کثرت-جس میں ٹیلورائڈ آئنک شکل ہے-زمین کی پرت میں پلاٹینم کے مقابلے میں ہے اور ماڈیول کی لاگت میں نمایاں حصہ ڈالتی ہے۔ سی ڈی ٹی ای فوٹو وولٹک کا استعمال دنیا کے کچھ سب سے بڑے فوٹو وولٹک پاور اسٹیشنوں، جیسے کہ توپاز سولر فارم میں کیا جاتا ہے۔ دنیا بھر میں پی وی پروڈکشن میں 5.1 فیصد کے حصے کے ساتھ، سی ڈی ٹی ٹیکنالوجی نے 2013 میں پتلی فلم مارکیٹ کا نصف سے زیادہ حصہ لیا۔ سی ڈی ٹی پتلی فلم ٹیکنالوجی کی ایک نمایاں صنعت کار کمپنی فرسٹ سولر ہے، جو ٹیمپے، ایریزونا میں واقع ہے۔ پس منظر غالب پی وی ٹیکنالوجی ہمیشہ کرسٹل سلکان ویفرز پر مبنی رہی ہے۔ پتلی فلمیں اور کنسنٹریٹر لاگت کو کم کرنے کی ابتدائی کوششیں تھیں۔ پتلی فلمیں سورج کی روشنی کو جذب کرنے اور تبدیل کرنے کے لیے پتلی سیمی کنڈکٹر تہوں کے استعمال پر مبنی ہوتی ہیں۔ کنسنٹریٹر ہر پینل پر زیادہ سورج کی روشنی ڈالنے کے لیے لینس یا آئینے کا استعمال کر کے پینلز کی تعداد کو کم کرتے ہیں۔ وسیع پیمانے پر تیار کی جانے والی پہلی پتلی فلم ٹیکنالوجی بے ساختہ سلکان تھی۔ تاہم، یہ ٹیکنالوجی کم استعداد اور جمع کرنے کی سست شرحوں سے دوچار ہے (جس کی وجہ سے سرمایہ کی لاگت زیادہ ہوتی ہے)۔ اس کے بجائے، پی وی مارکیٹ 2007 میں تقریبا 4 گیگا واٹ تک پہنچ گئی جس میں کرسٹل سلکان تقریبا 90 فیصد فروخت پر مشتمل تھا۔ اسی ماخذ نے اندازہ لگایا کہ 2007 میں تقریبا 3 گیگا واٹ نصب کیے گئے تھے۔ اس عرصے کے دوران کیڈیمیم ٹیلورائڈ اور کاپر انڈیم ڈائیلینائڈ یا سی آئی ایس مرکب ترقی کے تحت رہے۔ لیبارٹری میں بہت زیادہ چھوٹے علاقے کے خلیوں کی استعداد کار 20 فیصد تک پہنچنے کی وجہ سے مؤخر الذکر فی سال 1-30 میگاواٹ کی مقدار میں پیدا ہونا شروع ہو رہا ہے۔ 2016 تک 22.1% کے ریکارڈ کے ساتھ لیبارٹری میں سی ڈی ٹی سیل کی کارکردگی 20 فیصد کے قریب پہنچ رہی ہے۔ سی ڈی ٹی میں تاریخ کی تحقیق 1950 کی دہائی کی ہے، کیونکہ اس کا بینڈ گیپ (~ 1.5 ای وی) بجلی میں تبدیلی کے لحاظ سے شمسی سپیکٹرم میں فوٹون کی تقسیم کے لیے تقریبا ایک بہترین میچ ہے۔ ایک سادہ ہیٹرجنکشن ڈیزائن تیار ہوا جس میں پی ٹائپ سی ڈی ٹی کو این ٹائپ کیڈیمیم سلفایڈ (سی ڈی ایس) کے ساتھ ملایا گیا۔ سیل کو اوپر اور نیچے کے رابطوں کو شامل کرکے مکمل کیا گیا تھا۔ سی ڈی ایس/سی ڈی ٹی سیل کی استعداد میں ابتدائی قائدین 1960 کی دہائی میں جی ای تھے، اور پھر کوڈیک، مونو سولر، متسوشیتا، اور اے ایم ای ٹی ای کے۔ 1981 تک، کوڈیک نے کلوز اسپیس سبلیمیشن (سی ایس ایس) کا استعمال کیا اور پہلے 10 ٪ موثر خلیات اور پہلے ملٹی سیل آلات (12 خلیات، 8 ٪ کارکردگی، 30 سینٹی میٹر 2) بنائے۔ مونو سولر اور اے ایم ای ٹی ای کے نے الیکٹرو ڈیپوزیشن کا استعمال کیا، جو ایک مقبول ابتدائی طریقہ ہے۔ متسوشیتا نے اسکرین پرنٹنگ سے شروعات کی لیکن 1990 کی دہائی میں سی ایس ایس میں منتقل ہو گئی۔ 1980 کی دہائی کے اوائل تک کوڈیک، متسوشیتا، مونو سولر اور ایمیٹیک میں تقریبا 10 فیصد سورج کی روشنی سے بجلی کی کارکردگی کے خلیات تیار کیے گئے تھے۔ ایک اہم قدم اس وقت آگے بڑھا جب خلیوں کو بڑے علاقے کی مصنوعات بنانے کے لیے سائز میں بڑھایا گیا جسے ماڈیول کہا جاتا ہے۔ ان مصنوعات کو چھوٹے خلیوں کے مقابلے میں زیادہ کرنٹ کی ضرورت ہوتی ہے اور یہ پایا گیا کہ ایک اضافی پرت، جسے شفاف کنڈکٹنگ آکسائڈ (ٹی سی او) کہا جاتا ہے، سیل کے اوپری حصے میں (دھاتی گرڈ کے بجائے) کرنٹ کی نقل و حرکت کو آسان بنا سکتی ہے۔ ایسا ہی ایک ٹی سی او، ٹن آکسائیڈ، دوسرے استعمال کے لیے دستیاب تھا (تھرمل ریفلیکٹیو ونڈوز)۔ پی وی کے لیے زیادہ موصل بنا دیا گیا، ٹن آکسائڈ سی ڈی ٹی ای پی وی ماڈیولز میں معمول بن گیا اور برقرار ہے۔ سی ڈی ٹی خلیوں نے 1992 میں ٹی سی او/سی ڈی ایس/سی ڈی ٹی اسٹیک میں بفر پرت شامل کرکے 15 فیصد سے زیادہ کارکردگی حاصل کی اور پھر زیادہ روشنی داخل کرنے کے لیے سی ڈی ایس کو پتلا کیا۔ چو نے مزاحم ٹن آکسائڈ کو بفر پرت کے طور پر استعمال کیا اور پھر سی ڈی ایس کو کئی مائیکرو میٹر سے موٹائی میں نصف مائیکرو میٹر سے کم کر دیا۔ موٹی سی ڈی ایس، جیسا کہ یہ پہلے کے آلات میں استعمال ہوتی تھی، تقریبا 5 ایم اے/سی ایم 2 روشنی کو بلاک کرتی تھی، یا سی ڈی ٹی ڈیوائس کے ذریعے قابل استعمال روشنی کا تقریبا 20 فیصد۔ اضافی پرت نے آلہ کی دیگر خصوصیات سے سمجھوتہ نہیں کیا۔ 1990 کی دہائی کے اوائل میں، دوسرے کھلاڑیوں نے ملے جلے نتائج کا تجربہ کیا۔ گولڈن فوٹون نے اسپرے جمع کرنے کی تکنیک کا استعمال کرتے ہوئے این آر ای ایل میں 7.7 فیصد پر ماپا جانے والے بہترین سی ڈی ٹی ای ماڈیول کا مختصر مدت کے لیے ریکارڈ اپنے نام کیا۔ متسوشیتا نے سی ایس ایس کا استعمال کرتے ہوئے 11 فیصد ماڈیول کی کارکردگی کا دعوی کیا اور پھر ٹیکنالوجی کو ترک کر دیا۔ اسی طرح کی کارکردگی اور قسمت بالآخر بی پی سولر میں واقع ہوئی۔ بی پی نے الیکٹرو ڈیپوزیشن کا استعمال کیا (مونو سولر سے سرکٹس روٹ کے ذریعے وراثت میں جب اس نے مونو سولر کے حصول کار سوہیو کو خریدا)۔ بی پی سولر نے نومبر 2002 میں سی ڈی ٹی کو گرایا۔ اینٹیک تقریبا 7 فیصد موثر ماڈیول بنانے میں کامیاب رہا، لیکن جب اس نے 2002 میں مارکیٹ میں ایک مختصر، تیز بدحالی کے دوران تجارتی طور پر پیداوار شروع کی تو وہ دیوالیہ ہو گیا۔ تاہم، 2014 تک اینٹیک نے پھر بھی سی ڈی ٹی ای پی وی ماڈیول بنائے۔ سی ڈی ٹی ای اسٹارٹ اپس میں ٹولڈو سولر انکارپوریٹڈ (100 میگاواٹ فی سال)، کیلیکسو (پہلے کیو سیلز کی ملکیت)، پرائم اسٹار سولر، اروڈا، کولوراڈو (جی ای سے فرسٹ سولر کے ذریعہ حاصل کردہ)، ارینڈی (اٹلی) شامل ہیں۔ انٹیک سمیت، ان کی کل پیداوار سالانہ 70 میگاواٹ سے بھی کم ہے۔ ایمپا، سوئس فیڈرل لیبارٹریز فار میٹریلز ٹیسٹنگ اینڈ ریسرچ، لچکدار سبسٹریٹس پر سی ڈی ٹی ای شمسی خلیوں کی ترقی پر توجہ مرکوز کرتی ہے اور لچکدار پلاسٹک ورق اور شیشے کے سبسٹریٹس کے لیے بالترتیب 13.5% اور 15.6% کی سیل کی استعداد کا مظاہرہ کرتی ہے۔ ایس سی آئی اور فرسٹ سولر سب سے بڑی تجارتی کامیابی سولر سیلز انکارپوریٹڈ (ایس سی آئی) نے حاصل کی۔ اس کے بانی، ہیرالڈ میک ماسٹر نے بڑے پیمانے پر کم لاگت والی پتلی فلموں کا تصور کیا۔ بے ساختہ سلکان آزمانے کے بعد، وہ جم نولان کے اصرار پر سی ڈی ٹی میں منتقل ہو گئے اور سولر سیلز انکارپوریٹڈ کی بنیاد رکھی، جو بعد میں فرسٹ سولر بن گیا۔ میک ماسٹر نے سی ڈی ٹی کو اس کی اعلی شرح، اعلی تھرو پٹ پروسیسنگ کے لیے چیمپئن بنایا۔ فروری 1999 میں، میک ماسٹر نے کمپنی کو ٹرو نارتھ پارٹنرز کو فروخت کر دیا، جنہوں نے اسے فرسٹ سولر کا نام دیا۔ اپنے ابتدائی سالوں میں فرسٹ سولر کو دھچکوں کا سامنا کرنا پڑا، اور ابتدائی ماڈیول کی استعداد معمولی تھی، تقریبا 7 فیصد۔ تجارتی مصنوعات 2002 میں دستیاب ہوئی۔ 2005 میں پیداوار 25 میگاواٹ تک پہنچ گئی۔ کمپنی نے پیریسبرگ، اوہائیو اور جرمنی میں تیار کیا۔ 2013 میں، فرسٹ سولر نے کمپنی میں 1.8 فیصد حصص کے بدلے میں جی ای کی پتلی فلم سولر پینل ٹیکنالوجی حاصل کی۔ آج، فرسٹ سولر 2016 میں 16.4% کی اوسط ماڈیول کارکردگی کے ساتھ 3 گیگا واٹ سے زیادہ تیار کرتا ہے۔ فرسٹ سولر خاص طور پر سی ڈی ٹی کے جمع کرنے کے لیے سی ایس ایس (کلوزڈ اسپیس سبلیمیشن) کے بدلے میں ایک اعلی شرح والے بخارات کے نقل و حمل کے جمع ہونے کے عمل کا استعمال کرتا ہے۔ یہ جسمانی بخارات کے جمع ہونے کی ایک قسم ہے جہاں سی ڈی ٹی ای کو سب سے پہلے اوپر والے علاقے میں زیر کیا جاتا ہے۔ پھر، سی ڈی اور ٹی ای 2 گیسیں ایک ٹھنڈے بہاؤ والے علاقے میں بہتی ہیں جہاں وہ ٹھوس سی ڈی ٹی بنانے کے لیے سبسٹریٹ پر گاڑھا ہو جاتی ہیں۔ اس عمل کو سی ایس ایس کے مقابلے میں ترجیح دی جاتی ہے کیونکہ یہ زیادہ یکسانیت کی فلمیں تیار کرتا ہے اور سبسٹریٹ کی کسی بھی ترتیب پر جمع کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ ٹیکنالوجی سیل کی کارکردگی اگست 2014 میں فرسٹ سولر نے 21.1% تبادلوں کی کارکردگی کے ساتھ ایک ڈیوائس کا اعلان کیا۔ فروری 2016 میں، فرسٹ سولر نے اعلان کیا کہ وہ اپنے سی ڈی ٹی خلیوں میں ایک ریکارڈ 22.1% تبادلوں کی کارکردگی تک پہنچ چکے ہیں۔ 2014 میں، ماڈیول کی ریکارڈ کارکردگی کو بھی فرسٹ سولر نے 16.1% سے 17.0% تک بڑھایا تھا۔ اس وقت، کمپنی نے اپنے سی ڈی ٹی ای پی وی کے لیے اوسط پروڈکشن لائن ماڈیول کی کارکردگی 2017 تک 17 فیصد ہونے کا تخمینہ لگایا تھا، لیکن 2016 تک، انہوں نے ماڈیول کی کارکردگی ~19.5% کے قریب ہونے کی پیش گوئی کی۔ 22 فیصد کی ان ریکارڈ اعلی استعداد تک پہنچنے کے لیے بینڈ گیپ گریڈنگ کے لیے مرکب کا استعمال کیا جاتا ہے۔ سی ڈی ٹی میں سیلینیم کو شامل کرنے والا ایک مرکب شمسی خلیے میں غیر مرکب سی ڈی ٹی کے علاوہ روشنی کی مخصوص طول موج کے لیے کوانٹم کارکردگی کے ردعمل کو بہتر بنانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ کارکردگی میں اس بڑے اضافے میں دوسرا بڑا معاون خلیے کے اندر MgZnO (MZO) کا استعمال ہے۔ سیل میں سی ڈی سیکس ٹی 1 − ایکس/سی ڈی ٹی ڈھانچے کا استعمال کرتے ہوئے، سی ڈی ایس کی جگہ ایم زیڈ او کا استعمال کیا جا سکتا ہے۔ سی ڈی ایس غیر موثر جذب کا ذریعہ ہے، جبکہ ایم زیڈ او میں ٹیون ایبل بینڈ گیپ ہے جسے اعلی شفافیت اور سی ڈی سیکس ٹی 1 − x کے ساتھ اچھی صف بندی کے لیے بہتر بنایا جا سکتا ہے۔ پروسیس آپٹیمائزیشن پروسیس آپٹیمائزیشن نے تھرو پٹ کو بہتر بنایا اور لاگت کو کم کیا۔ بہتریوں میں وسیع تر سبسٹریٹس (چونکہ سرمایہ کی لاگت ذیلی لکیری پیمانے پر ہوتی ہے اور تنصیب کے اخراجات کو کم کیا جا سکتا ہے)، پتلی پرتیں (مواد، بجلی اور پروسیسنگ کے وقت کو بچانے کے لیے)، اور مواد کا بہتر استعمال (مواد اور صفائی کے اخراجات کو بچانے کے لیے) شامل ہیں۔ 2014 سی ڈی ٹی ای ماڈیول کی لاگت تقریبا 72 ڈالر فی ماڈیول، یا تقریبا 90 ڈالر فی ماڈیول تھی۔ وسیع درجہ حرارت ماڈیول کی استعداد کو لیبارٹریوں میں 25 ڈگری سیلسیس کے معیاری جانچ کے درجہ حرارت پر ماپا جاتا ہے، تاہم فیلڈ ماڈیولز میں اکثر بہت زیادہ درجہ حرارت کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔ سی ڈی ٹی کا نسبتا کم درجہ حرارت گتانک اعلی درجہ حرارت پر کارکردگی کی حفاظت کرتا ہے۔ سی ڈی ٹی ای پی وی ماڈیولز کرسٹل سلکان ماڈیولز کی نصف کمی کا تجربہ کرتے ہیں، جس کے نتیجے میں 5-9% کی سالانہ توانائی کی پیداوار میں اضافہ ہوتا ہے۔ سولر ٹریکنگ آج تک تقریبا تمام پتلی فلم فوٹو وولٹک ماڈیول سسٹم غیر سولر ٹریکنگ رہے ہیں، کیونکہ ماڈیول آؤٹ پٹ ٹریکر کیپٹل اور آپریٹنگ اخراجات کو پورا کرنے کے لیے بہت کم تھا۔ لیکن نسبتا سستا واحد محور ٹریکنگ سسٹم فی نصب شدہ واٹ 25 ٪ آؤٹ پٹ کا اضافہ کر سکتا ہے۔ اس کے علاوہ، ٹریکر انرجی گین پر منحصر ہے، پی وی سسٹم کی مجموعی ماحولیاتی کارکردگی کو سسٹم کی لاگت اور ماحولیاتی اثرات دونوں کو کم کرکے بڑھایا جا سکتا ہے۔ یہ آب و ہوا پر منحصر ہے۔ ٹریکنگ سے دوپہر کے آس پاس ہموار آؤٹ پٹ سطح مرتفع بھی پیدا ہوتا ہے، جو دوپہر کی چوٹیوں سے بہتر مماثل ہوتا ہے۔ مواد کیڈیمیم کیڈیمیم (سی ڈی)، ایک زہریلی بھاری دھات جسے ایک خطرناک مادہ سمجھا جاتا ہے، زنک کی ریفائننگ کے دوران زنک کی سلفیڈک کچ دھاتوں کی کان کنی، پگھلنے اور ریفائننگ کا ایک فضلہ ضمنی مصنوع ہے، اور اس وجہ سے اس کی پیداوار پی وی مارکیٹ کی طلب پر منحصر نہیں ہے۔ سی ڈی ٹی ای پی وی ماڈیول کیڈیمیم کے لیے ایک فائدہ مند اور محفوظ استعمال فراہم کرتے ہیں جسے بصورت دیگر مستقبل کے استعمال کے لیے ذخیرہ کیا جاتا یا لینڈ فلز میں خطرناک فضلہ کے طور پر ٹھکانے لگایا جاتا۔ کان کنی کی ضمنی مصنوعات کو ایک مستحکم سی ڈی ٹی کمپاؤنڈ میں تبدیل کیا جا سکتا ہے اور سالوں تک سی ڈی ٹی پی وی سولر ماڈیولز کے اندر محفوظ طریقے سے منسلک کیا جا سکتا ہے۔ سی ڈی ٹی ای پی وی سیکٹر میں ایک بڑی ترقی کوئلے اور تیل کی بجلی کی پیداوار کو بے گھر کرکے عالمی کیڈیمیم کے اخراج کو کم کرنے کی صلاحیت رکھتی ہے۔ ٹیلوریم ٹیلوریم (ٹی ای) کی پیداوار اور ذخائر کے تخمینے غیر یقینی صورتحال سے مشروط ہیں اور کافی حد تک مختلف ہیں۔ ٹیلوریم ایک نایاب، ہلکا زہریلا دھاتی ہے جو بنیادی طور پر اسٹیل میں مشینی اضافے کے طور پر استعمال ہوتا ہے۔ ٹی تقریبا خصوصی طور پر تانبے کی ریفائننگ کے ضمنی مصنوع کے طور پر حاصل کیا جاتا ہے، جس میں سیسہ اور سونے کی پیداوار سے کم مقدار ہوتی ہے۔ صرف ایک چھوٹی سی رقم، جس کا تخمینہ تقریبا 800 میٹرک ٹن سالانہ ہے، دستیاب ہے۔ یو ایس جی ایس کے مطابق 2007 میں عالمی پیداوار 135 میٹرک ٹن تھی۔ سی ڈی ٹی ای پی وی ماڈیولز کے ایک گیگا واٹ (جی ڈبلیو) کے لیے تقریبا 93 میٹرک ٹن (موجودہ استعداد اور موٹائی پر) کی ضرورت ہوگی۔ مواد کی بہتر کارکردگی اور پی وی ری سائیکلنگ میں اضافے کے ذریعے، سی ڈی ٹی ای پی وی صنعت میں 2038 تک ری سائیکل شدہ اینڈ آف لائف ماڈیولز سے ٹیلوریم پر مکمل طور پر انحصار کرنے کی صلاحیت ہے۔ پچھلی دہائی میں، نئی فراہمی کا پتہ چلا ہے، مثال کے طور پر، شنجو، چین کے ساتھ ساتھ میکسیکو اور سویڈن میں بھی۔ 1984 میں ماہرین فلکیات نے ٹیلوریم کو کائنات کا سب سے زیادہ وافر عنصر قرار دیا جس کا جوہری نمبر 40 سے زیادہ ہے۔ کچھ زیر سمندر چٹانیں ٹیلوریم سے بھرپور ہوتی ہیں۔ کیڈیمیم کلورائڈ/میگنیشیم کلورائڈ سی ڈی ٹی سیل کی تیاری میں سیل کی مجموعی کارکردگی کو بڑھانے کے لیے کیڈیمیم کلورائڈ () کے ساتھ ایک پتلی کوٹنگ شامل ہوتی ہے۔ کیڈیمیم کلورائد زہریلا، نسبتا مہنگا اور پانی میں انتہائی گھلنشیل ہے، جو تیاری کے دوران ممکنہ ماحولیاتی خطرہ پیدا کرتا ہے۔ 2014 میں کی گئی تحقیق سے پتہ چلا کہ وافر مقدار میں اور بے ضرر میگنیشیم کلورائڈ () کے ساتھ ساتھ کیڈیمیم کلورائڈ بھی کام کرتا ہے۔ یہ تحقیق سستے اور محفوظ سی ڈی ٹی خلیوں کا باعث بن سکتی ہے۔ حفاظت بذات خود، کیڈیمیم اور ٹیلوریم زہریلے اور کارسنجینک ہوتے ہیں، لیکن سی ڈی ٹی ای ایک کرسٹل لائن جالی بناتا ہے جو انتہائی مستحکم ہے، اور کیڈیمیم سے کم زہریلے پیمانے کے کئی آرڈر ہیں۔ سی ڈی ٹی مواد کے ارد گرد شیشے کی پلیٹیں (جیسا کہ تمام تجارتی ماڈیولز میں) آگ کے دوران سیل کر دی جاتی ہیں اور شیشے کے ٹوٹنے تک کسی بھی کیڈیمیم کو چھوڑنے کی اجازت نہیں دیتی ہیں۔ کیڈیمیم سے متعلق دیگر تمام استعمال اور نمائش معمولی ہیں اور وسیع تر پی وی ویلیو چین میں دیگر مواد سے نمائش کے لیے قسم اور شدت میں ملتے جلتے ہیں، مثال کے طور پر، زہریلی گیسوں، لیڈ سولڈر، یا سالوینٹس (جن میں سے زیادہ تر سی ڈی ٹی مینوفیکچرنگ میں استعمال نہیں ہوتے ہیں)۔ اناج کی حدود اناج کی حد ایک کرسٹل مواد کے دو دانے کے درمیان انٹرفیس ہے اور اس وقت ہوتی ہے جب دو دانے ملتے ہیں۔ وہ کرسٹل لائن عیب کی ایک قسم ہیں۔ اکثر یہ فرض کیا جاتا ہے کہ سی ڈی ٹی میں دیکھا جانے والا اوپن سرکٹ وولٹیج کا فرق، سنگل کرسٹل جی اے اے اور نظریاتی حد دونوں کے مقابلے میں، کسی نہ کسی طرح مواد کے اندر موجود اناج کی حدود سے منسوب ہو سکتا ہے۔ تاہم بہت سے مطالعات ہوئے ہیں جن میں نہ صرف یہ تجویز کیا گیا ہے کہ جی بی کارکردگی کے لیے نقصان دہ نہیں ہیں بلکہ حقیقت میں بہتر کیریئر کلیکشن کے ذرائع کے طور پر فائدہ مند ہو سکتے ہیں۔ لہذا، سی ڈی ٹی پر مبنی شمسی خلیوں کی کارکردگی کو محدود کرنے میں اناج کی حدود کا صحیح کردار واضح نہیں ہے اور اس سوال کو حل کرنے کے لیے تحقیق جاری ہے۔ تاہم، بطور اگائے گئے سی ڈی ٹی میں، اناج کی حدود کارکردگی کے لیے نقصان دہ ہوتی ہیں۔ اس کے بعد کی پروسیسنگ اس میں تبدیلی لا سکتی ہے، لیکن ان اثرات کا کیس بہ کیس کی بنیاد پر مطالعہ کیا جانا چاہیے۔ اناج کا سائز، اور اس طرح، سی ڈی ٹی فلم میں اناج کی حدود کی تعداد فلم کے جمع ہونے کے دوران سبسٹریٹ کے درجہ حرارت پر منحصر ہوتی ہے۔ سبسٹریٹ کا درجہ حرارت جتنا زیادہ ہوگا، اناج کا سائز اتنا ہی بڑا ہوگا، اور فلم میں اناج کی حدود کی تعداد اتنی ہی کم ہوگی۔ اگر جمع کرنے کے دوران سبسٹریٹ کا کم درجہ حرارت استعمال کیا جاتا ہے، تو عام طور پر فلم پر سی ڈی سی ایل 2 جمع کرکے اور اس کے بعد اینیلنگ کرکے اناج کا سائز بڑھایا جاتا ہے۔ یہ ایک اہم پروسیسنگ مرحلہ ہے، کیونکہ کم درجہ حرارت پر جمع ہونے والے خلیات جن میں اس مرحلے کی کمی ہوتی ہے وہ 10 فیصد سے زیادہ تبدیلی کی استعداد تک پہنچنے سے قاصر ہوتے ہیں۔ ری سائیکلنگ فوٹو وولٹک ماڈیول 25 سے 30 سال تک کہیں بھی چل سکتے ہیں۔ پی وی ماڈیولز کو غلط طریقے سے ٹھکانے لگانے سے زہریلا مواد ماحول میں خارج ہو سکتا ہے۔ 2013 تک پتلی فلم پی وی ماڈیولز کے لیے اعلی قیمت کی ری سائیکلنگ کے صرف تین طریقے صنعتی طور پر دستیاب ہیں۔ سینس (شمسی توانائی کے نظام کی پائیداری کی تشخیص) اور حل شدہ (شمسی قیمتی مواد کی بازیابی، افزودگی، اور صفائی) یورپی مالی اعانت سے چلنے والے طریقہ کار ہیں۔ سینس مکینیکل، کیمیائی اور تھرمل علاج پر انحصار کرتا ہے۔ حل شدہ بنیادی طور پر مکینیکل علاج پر منحصر ہے۔ حتمی طریقہ، فرسٹ سولر، مکینیکل اور کیمیائی عمل پر منحصر ہے۔ ری سائیکلنگ کے مکینیکل طریقے زیادہ ماحول دوست ہوتے ہیں کیونکہ وہ کیمیکل کے استعمال پر انحصار نہیں کرتے ہیں۔ ری سائیکلنگ کے عمل میں جن مواد کو بازیافت کیا جا سکتا ہے ان میں دھاتیں، ماؤنٹ، گلاس، اور اعلی قیمت کے معاملات میں، پورا پی وی ماڈیول شامل ہے۔ 2013 تک سی ڈی ٹی ای ماڈیولز کی ری سائیکلنگ کی لاگت ری سائیکل شدہ مواد کی دوبارہ فروخت سے زیادہ ہے۔ تاہم، مہنگے اور ماحول دوست عمل میں کمی کے ذریعے مستقبل میں ری سائیکلنگ کے ممکنہ طریقوں کی لاگت میں کمی آسکتی ہے۔ مستقبل میں ری سائیکلنگ کے وعدہ مند طریقوں میں ولکنائزیشن-ویکیوم ڈسٹلشن اور ڈبل گرین پروسیس شامل ہیں۔ ٹی حاصل کرنے کے لیے وولکانیزیشن-ویکیوم ڈسٹلشن کو ری سائیکلنگ کے ممکنہ عمل کے طور پر تجویز کیا گیا ہے اور یہ ٹی کو 99.92 ٪ تک کی پاکیزگی کے ساتھ بازیافت کر سکتا ہے۔ ڈبل گرین عمل تقریبا مکمل طور پر مکینیکل عمل پر مشتمل ہوتا ہے۔ فوٹو وولٹک کی تیز رفتار ترقی کی وجہ سے دنیا بھر میں نصب پی وی سسٹمز کی تعداد میں نمایاں اضافہ ہوا ہے۔ فرسٹ سولر نے 2005 میں پی وی انڈسٹری میں پہلا عالمی اور جامع ری سائیکلنگ پروگرام قائم کیا۔ اس کی ری سائیکلنگ کی سہولیات فرسٹ سولر کے ہر مینوفیکچرنگ پلانٹ میں کام کرتی ہیں اور نئے ماڈیولز میں دوبارہ استعمال کے لیے سیمی کنڈکٹر مواد کا 95 فیصد اور شیشے کی نئی مصنوعات میں دوبارہ استعمال کے لیے شیشے کا 90 فیصد بازیافت کرتی ہیں۔ یونیورسٹی آف اسٹٹ گارٹ کے ذریعہ سی ڈی ٹی ماڈیول ری سائیکلنگ کے لائف سائیکل کے جائزے سے اینڈ آف لائف میں توانائی کی بنیادی طلب میں 81 ایم جے/ایم 2 سے-12 ایم جے/ایم 2 تک کمی، تقریبا 93 ایم جے/ایم 2 کی کمی، اور گلوبل وارمنگ کی صلاحیت کے لحاظ سے 6 کلوگرام CO2-equiv./m2 سے-2.5 CO2-equiv./m2، تقریبا-8.5 CO2-equiv./m2 کی کمی ظاہر ہوئی۔ یہ کمی سی ڈی ٹی فوٹو وولٹک ماڈیول کے مجموعی ماحولیاتی پروفائل میں انتہائی فائدہ مند تبدیلی کو ظاہر کرتی ہے۔ ایل سی اے نے یہ بھی دکھایا کہ ماحولیاتی اثرات کے زمرے میں اہم شراکت دار سی ڈی ٹی ای ماڈیولز کی پروسیسنگ کے اندر مطلوبہ کیمیکلز اور توانائی کی وجہ سے ہیں۔ ماحولیاتی اور صحت کے اثرات فوٹو وولٹک زہریلے اخراج اور جیواشم ایندھن کی وجہ سے ہونے والی آلودگی کو کم کرنے میں مدد کر سکتے ہیں۔ جیواشم ایندھن سے اخراج جو عالمی آب و ہوا کو متاثر کرتے ہیں جیسے نائٹروجن آکسائڈ (این او ایکس)، کاربن ڈائی آکسائیڈ (سی او 2) اور سلفر ڈائی آکسائیڈ (ایس او 2) پی وی سے خارج نہیں ہوتے ہیں۔ پی وی سے پیدا ہونے والی ایک گیگا واٹ گھنٹے کی بجلی کوئلے کے مقابلے میں ایس او 2 کے اخراج میں 10 ٹن، این او ایکس میں 4 ٹن اور سی او 2 کے اخراج میں 1000 ٹن کی کمی کرے گی۔ کیڈیمیم ٹیلورائڈ فوٹو وولٹک خلیات کارکنوں اور ماحولیاتی نظام دونوں پر منفی اثرات مرتب کرتے ہیں۔ جب سانس لیا جاتا ہے یا لیا جاتا ہے تو سی ڈی ٹی خلیوں کے مواد کو امریکی پیشہ ورانہ حفاظت اور صحت انتظامیہ کے ذریعہ زہریلا اور کارسنجینک دونوں سمجھا جاتا ہے۔ پروسیسنگ کی سہولیات میں کام کرنے والے کارکنوں کو سی ڈی کے باریک ذرات یا دھوئیں کا سامنا کرنا پڑ سکتا ہے اور وہ سانس لے سکتے ہیں۔ سی ڈی ٹی ای پیداواری سہولیات ماحولیاتی مسائل کا سبب بن سکتی ہیں جب اعلی کارکردگی کی پیداوار میں یا کم موثر پیداواری طریقوں میں ضمنی مصنوعات کے اخراج سے حادثات ہوتے ہیں۔ ماڈیول کی عمر کے دوران یہ کسی بھی ذرات یا بخارات کو جاری نہیں کرے گا اگر اسے مطلوبہ طور پر استعمال کیا جائے۔ مکمل ماڈیول کے لیے دھول یا بخارات کو چھوڑنے کا واحد طریقہ آگ لگانا، یا باریک دھول میں گرا دینا ہے۔ جب لیبارٹری ٹیسٹوں میں تقریبا 1100 ڈگری سیلسیس کے درجہ حرارت کا سامنا کرنا پڑا تو، سی ڈی مواد کا 0.4 ٪ سے 0.6 ٪ جاری کیا گیا۔ مجموعی طور پر سی ڈی ہوا کے اخراج کا تخمینہ 0.02 سے 0.0 گرام فی گیگا واٹ گھنٹے تک ہو سکتا ہے۔ ابتدائی سی ڈی ٹی ای ماڈیول ایلیوشن ٹیسٹ میں ناکام رہے، تاہم حالیہ ماڈل کچھ ایلیوشن ٹیسٹ پاس کر سکتے ہیں۔ سی ڈی کی چھوٹی مقدار کے باوجود جو باہر نکل سکتی ہے، سی ڈی ٹی ای ماڈیولز میں مجموعی طور پر کم رساو ہوتا ہے کیونکہ ان کے اندر موجود خطرناک مواد شیشے کی دو تہوں میں بند ہوتے ہیں۔ سی ڈی ٹی ای ماڈیولز میں بائیوڈیگریڈیبلٹی بہت کم ہے۔ مارکیٹ کی عملداری کیڈیمیم ٹیلورائڈ پی وی کی کامیابی سی ڈی ٹی ٹیکنالوجی کے ساتھ کم لاگت حاصل کرنے کی وجہ سے ہے، جو کم ماڈیول ایریا لاگت کے ساتھ مناسب کارکردگی کو جوڑ کر ممکن ہوئی ہے۔ 2013 میں سی ڈی ٹی ای پی وی ماڈیولز کے لیے براہ راست مینوفیکچرنگ لاگت 0.57 ڈالر فی واٹ تک پہنچ گئی، اور 2008 میں صلاحیت کی فی نئی واٹ کی سرمایہ لاگت تقریبا 0.9 ڈالر فی واٹ (زمین اور عمارتوں سمیت) تھی۔ قابل ذکر سسٹم یوٹیلیٹی اسکیل سی ڈی ٹی ای پی وی حل تابکاری کی سطح، شرح سود اور دیگر عوامل جیسے ترقیاتی اخراجات کے لحاظ سے جیواشم ایندھن پیدا کرنے کے ذرائع کے ساتھ مقابلہ کرنے کے قابل ہونے کا دعوی کیا گیا تھا۔ بڑے شمسی سی ڈی ٹی ای پی وی نظاموں کی حالیہ تنصیبات شمسی توانائی کی دیگر شکلوں کے ساتھ مسابقتی ہونے کا دعوی کیا گیا تھا: ایریزونا میں فرسٹ سولر کا 290 میگاواٹ (میگاواٹ) اگوا کیلیئنٹ پروجیکٹ اب تک کے سب سے بڑے فوٹو وولٹک پاور اسٹیشن میں سے ایک ہے۔ اگوا کیلیئنٹ میں فرسٹ سولر کے پلانٹ کنٹرول، پیشن گوئی اور توانائی کے شیڈولنگ کی صلاحیتیں ہیں جو گرڈ کی وشوسنییتا اور استحکام میں معاون ہیں۔ کیلیفورنیا میں 550 میگاواٹ کے توپاز سولر فارم کی تعمیر نومبر 2014 میں مکمل ہوئی اور یہ اس وقت دنیا کا سب سے بڑا سولر فارم تھا۔ دبئی میں فرسٹ سولر کا 13 میگاواٹ کا پروجیکٹ، جو دبئی الیکٹرسٹی اینڈ واٹر اتھارٹی کے زیر انتظام ہے، محمد بن رشید المکتوم سولر پارک کا پہلا حصہ ہے، اور 2013 میں تکمیل کے وقت یہ خطے کا سب سے بڑا پی وی پاور پلانٹ تھا۔ جرمنی کے والڈپولینز سولر پارک میں جووی گروپ کے ذریعہ نصب 40 میگاواٹ کا نظام، 2007 میں اپنے اعلان کے وقت، دنیا کا سب سے بڑا اور سب سے کم لاگت والا منصوبہ بند پی وی نظام تھا۔ قیمت 130 ملین یورو تھی۔ ٹیمپلن، برینڈن برگ، جرمنی میں الیکٹرک کے ذریعہ نصب 128 میگاواٹ کا نظام یورپ میں موجودہ سب سے بڑی پتلی فلم پی وی تنصیب ہے (جنوری 2015 تک)۔ کیلیفورنیا میں 21 میگاواٹ کے بلیتھ فوٹو وولٹک پاور پلانٹ کے لیے، بجلی کی خریداری کے معاہدے نے پیدا شدہ بجلی کی قیمت 0.12 ڈالر فی کلو واٹ فی گھنٹہ مقرر کی (تمام ترغیبات کے اطلاق کے بعد)۔ کیلیفورنیا میں "مارکیٹ ریفرنٹ پرائس" کے طور پر متعین، اس نے وہ قیمت مقرر کی جو پی یو سی دن کے وقت عروج پر پہنچنے والے بجلی کے ذرائع، جیسے قدرتی گیس کے لیے ادا کرے گی۔ اگرچہ پی وی سسٹم وقفے وقفے سے ہوتے ہیں اور قدرتی گیس کی طرح بھیجنے کے قابل نہیں ہوتے ہیں، قدرتی گیس جنریٹرز میں ایندھن کی قیمت کا خطرہ جاری رہتا ہے جو پی وی میں نہیں ہوتا ہے۔ جنوبی کیلیفورنیا ایڈیسن کے ساتھ چھتوں پر دو میگاواٹ تنصیبات کا معاہدہ۔ ایس سی ای پروگرام کو مراعات کے بعد $875 ملین (اوسطا $3.5/watt) کی کل لاگت سے 250 میگاواٹ نصب کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ اےباؤنڈ سولر کیڈیمیم ٹیلورائڈ کاپر انڈیم گیلیم سیلینائڈ (سی آئی جی ایس) بھی دیکھیں۔ توانائی کی کٹائی پہلا شمسی اعلی کارکردگی والے شمسی سیل کم لاگت والے شمسی سیل قابل تجدید توانائی شمسی سیل شمسی توانائی شمسی پینل پتلی فلم شمسی سیل حوالہ جات اور نوٹ مزید پڑھنے والے شمسی سیل پتلی فلم سیل کیڈیمیم ٹیلوریم فوٹو وولٹیکس