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Dreifachgrün, Teil 4: Cadmium-Tellurid ist kontrovers, weil es ein schwermetallhaltiges Material ist. Sie sind konkurrenzlos preiswert und die Herstellung ist säurefrei. Auch die Produktionslinien bei der Firma first solare in frankreich an der Oder arbeiten synchron mit einer optimalen Produktionslinie. So muss es sein, denn zuerst einmal funktioniert das System mit Cadmium-Tellurid.
Die bei der Bearbeitung der Baugruppen entstehenden Staubpartikel sind in der Fertigung besonders wichtig, da sie die Gesundheit schädigen, am besten über die Lunge. Fachleute bestreiten, ob und wie toxisch Kadmiumtellurid ist. Sind Cadmiumtelluride so schädlich wie Kadmium? Damit es keine Bedenken gibt, hat das Werk in der Frankfurter Innenstadt ein Sauberkeitsgesetz, das manche Zellproduktion für Silicium recht veraltet erscheinen läss.
Die Firma hat eine eigene Produktion aufgebaut. Dabei werden die Baugruppen in den Depositionskammern mit einer Barriereschicht aus Kadmiumsulfid (CdS) beschichtet, so dass das Glasnatrium die Halbleiterscheibe nicht belaste. "Das Reinigen der Trennkammern und der Abgase geschieht automatisch", erklärt der Leiter des Werks in Frankurt an der Oder, Bürgermeister der Stadt.
"Der Druckabfall am Sieb zeigt, wie viel Kadmiumtellurid und Kadmiumsulfid in seine Porositäten eingedrungen sind. Cadmium-Tellurid ist der Angst-Gegner der Siliziumindustrie. Erhebliche Einsparungen bei den Kosten für die Solarmodule hat das Unternehmen nicht nur durch zukunftsfähige Fertigungskonzepte erreicht. Jetzt kann das Unternehmen sogar Solarmodule herstellen.
"Heute führt er die Produktion von" Petra R. G. Stegemann GmbH in Motschau, wo amorphe Siliziummodule werden. Fällt ein Solarmodul in naher Zukunft unter die Direktive, ist es nicht nur bei uns ein großes Manko. Keiner hat nachgewiesen, dass der Kadmiumtellerstaub so gesundheitsschädlich ist wie das pure Metall. Die Verwendung des kontroversen Halbleitermaterials hat dazu geführt, dass das Unternehmen als erster großer Hersteller von Photovoltaikmodulen ein eigenes Recycling-System aufgebaut hat.
Als einer der ersten großen Solarproduzenten hat das Unternehmen ein Umweltmanagementsystem in der Hansestadt einführt. Das Unternehmen gehört damit zu den Herzschrittmachern der PV-Industrie, die sich gerne mit Labels wie "clean" und "green" schmücken. "Das Zertifizieren nach der Norm DIN EN ISO 14001 war eine Selbstverständlichkeit", sagt Bürghard von Westersholt, Leiter der Produktion bei First Solar. 2.
Im Gegensatz zur Siliziumindustrie haben die Modulhersteller aus Cadmium-Tellurid einen großen Vorteil: "In der Modulreihe werden keine gesundheitsgefährdenden Substanzen wie Flusssäuren eingesetzt", sagt von Westers. Wasserstoffperoxyd dient zur Abtrennung von Cadmium-Tellurid aus Kristall. Lieferant des Cadmium-Tellurid-Granulats ist das Unternehmen in Deutschland, die Tochtergesellschaft des gleichen Namens, nämlich Nplus.
Darüber hinaus liefert die Firma in Thalheim für Cadmium-Tellurid-Module des Q-Cells-Konzerns, dem zweiten großen Produzenten von CdTe-Modulen in D-A-CH. Im Jahr 2005 startete die Firma mit 25 MW und im Jahr 2009 eine neue Anlage mit 60 MW. Nach Angaben von Calyxos Umweltexperten Dr. Wade verbraucht das in Thalheim ansässige Traditionsunternehmen zwischen 15 und 25 g CO pro Baustein.
Die genauen Angaben von first solar: "Wir verwenden zurzeit 14 g Cadmium-Tellurid pro Solarmodul. Es sind sieben g reines Cadmium", sagt der Pressesprecher von First Solar am Standort Köln, Brandnachbar. Die Rücknahme des Filterkuchens aus der Recycling-Anlage und dessen Aufbereitung erfolgt durch Nplus. Zusätzlich zu den Produkten der Firmen First Solar and Celxo fertigte die Firma an.
Das Unternehmen aus der Insolvenzmasse ist aufgestiegen. Neben zahlreichen Patenten setzt er sich auch für die Reduzierung des Materialverbrauchs in der Produktion ein. Damit er im Rennen um die niedrigsten Preise mit der Konkurrenz Schritt halten kann, will er die Dampfabtrennung von Cadmium-Tellurid durch Kathodenzerstäubung ersetzt. Es gibt aber auch einen Haken: Die Blockziele werden aus einer geschmolzenen Flüssigkeit hergestellt, in der Kadmiumsulfid oder Kadmiumtellurid sieden.
Laut Bonnet-Patent könnten CdS-Granulate zum Beispiel in einem Graphittank mit Boroxyd auf 1.800°C erhitzt werden. Zum Zerstäuben selbst genügen 200 bis 300°C im Vakuum, um das Kadmiumsulfid auf das Altglas aufzutragen. Danach muss die Lage bei ca. 500 °C unterhalb der Enthärtungstemperatur des Float-Glases erstarren.
Cadmium-Tellurid siedet bei 1.200°C. "Noch in diesem Jahr will das Unternehmen den ersten industriellen Kunden benennen, der es wagen wird, gegen die Firmen Firestone International und Celxo anzutreten. Die Module sind 1,2 mal 1,6 Meter höher als die Module von First Solar bzw. Celxo. Inwieweit sie die Preise von first solars unterschreiten können, wird sich zeigen.
Mit einem Kostenvoranschlag von einem Cent pro Kilowatt will das Unternehmen nun schon weit unter dem Niveau von 0,70 Eurocent liegen und kann von gigantischen Ausbauplänen profitieren. Der Wirkungsgrad ist jedenfalls auf dem Papier vergleichsweise hoch: Fast 11% liegen bei uns. Doch wer ein Solarmodul mit Cadmium-Tellurid herstellen will, hat ein vielleicht noch größeres Übel als das mit dem Schwermetall: die Marktführerschaft von First Solar. 2.
Zusätzlich zu den Produkten der Firmen First Sun und Kalyxo sind die Firmen Abound Sun, AVA-Solar und PrimeStar Sun auf dem Weltmarkt vertreten. Bisher hat nur die Firma First Solar eine Massenproduktion mit einer Leistung von 800 Mega-Watt. Überfluss Solarenergie könnte ein ernsthafter Mitbewerber werden. Die Seltenheit und die hohen Herstellungskosten von Tellerfedern bestimmen die Herstellungskosten von Kadmiumtellurid.
Kadmiumtellurid (CdTe) zählt zu den so genannten II-VI-Halbleitern, die ein Teil der zweiten Gruppe (Kadmium) mit einem Teil der sechsten Gruppe (Tellur) verbinden. Er schmelzt bei etwa 1.040 °C und kocht bei 1.120 °C. Das Modul ist in der Farbe black, daher sind die Bausteine so hell wie antrazit. Kadmiumsulfid (CdS) ist ein gelbes, das Selenid des seltenen Kadmiums färbt sich rot.