介紹

碲化鎘透紅外陶瓷cadmium telluride infrared transmit- tiny rerl:mcs蹄化幅為主晶相的多晶材料。密度}.85g"` cm':克氏硬度4Ukg}rnmz。不溶于水。折射率(、)很高，在 波長S}xm處達2.7}熱膨脹系數J.} X R一s}，透射波段 為2一3flpxm o在整個透射波段沒有吸收帶.反射損頭較大。 以蹄化福為原料，加人適量添加物配料，經成型、熱壓燒結而 成。在8-- 3Uum波段內的產品可用于制造紅外系統部件.、

化學式CdTe，分子量240.00，有一定肝腎毒性。熔點1041℃，溫度更高即分解，相對密度6.2015。不溶于水、酸，但能與硝酸作用而分解。潮濕時易被空氣氧化。制法：由碲、鎘單質混合熔化，在氫氣流中升華，或鎘的亞碲酸鹽或碲酸鹽在氫氣流中加熱還原，也可由碲化鈉與被醋酸酸化的醋酸鎘溶液作用，當從溶液中沉淀出時呈褐紅色，干燥后幾乎變成黑色，還可用碲化氫作用于鎘蒸氣，形成碲化鎘單晶而得。以高純碲和鎘為原料，脫氧后合成碲化鎘，再用垂直定向結晶法或垂直區熔法生長成單晶或多晶。

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除在太陽能的應用外，碲化鎘也可與汞形成HgCdTe合金，可應用在紅外線偵測器的感光材料，但也因碲化鎘的毒性問題，應用范圍未能普及。

如同其他鎘化合物般，碲化鎘被認為是有毒物質，但只要不經口服或呼吸方式進入人體，碲化鎘對人體的危害有限。

美國能源部指出，碲化鎘太陽能模組只要經過適當回收程序處理，并不會對環境產生危害，其對環境的影響與鎘金屬完全不同。因此，CdTe太陽能模組在正常使用下，對環境的助益甚至大過于對環境的威脅。

過去以生產傳統硅太陽能面板為主的美商奇異(GE)，未來將使用和美國太陽能業者First Solar相同的原料，轉進薄膜太陽能電池領域。

盡管碲化鎘技術的轉換效率低于晶硅太陽能電池，然奇異表示，當同時考量轉換效率、氧造成本及原物料成本等因素后，碲化鎘技術擁有比其他薄膜太陽能技術更佳的成本結構，此為奇異選擇發展碲化鎘技術的主因。

據悉，碲化鎘太陽能電池的制造成本低，目前已獲得的最高效率為16%，是應用前景很好的太陽能電池。

碲化鎘薄膜太陽能電池的發展日益受到重視。碲資源、電池成本、電池生產和使用對環境的影響等問題是碲化鎘薄膜太陽能電池發展中受到很多人關注的問題。本文對此進行了分析討論，最后分析了工業化規模生產碲化鎘薄膜太陽能電池組件的關鍵技術。

碲化鎘薄膜太陽能電池的發展受到國內外的關注，其小面積電池的轉換效率已經達到了16.5%，商業組件的轉換效率約9%，組件的最高轉換效率達到11%。國內四川大學制備出轉換效率為13.38%的小面積單元太陽能電池，54cm2集成組件轉換效率達到7%，正在進行0.1┫組件生產線的建設和大面積電池生產技術的研發。

成本估算

考慮電池的結構為玻璃/SnO2：F/CdS/CdTe/ZnTe/ZnTe：Cu/Ni，碲化鎘薄膜的厚度為5微米，轉換效率為7%，1MW碲化鎘薄膜太陽能電池所消耗的材料的成本如下表所示

可見，碲化鎘和透明導電玻璃構成材料成本的主體，分別占到消耗材料總成本的45.4%和38.2%。

消耗材料的成本還可以進一步降低，如將碲化鎘薄膜的厚度減薄1微米，則碲化鎘材料的消耗將降低20%，從而使材料總成本降低9.1%，即從每峰瓦6.21元降為5.64元。如使用99.999%純度的碲化鎘，效率依然能達到7%，材料成本還將進一步降低。因此，材料成本達到或低于每峰瓦5元人民幣是可能的。

考慮工資、管理、電力和設備折舊等其他成本，碲化鎘薄膜太陽能電池的成本大約是每峰瓦13.64元人民幣或更低。因此，即使銷售價格為每峰瓦20~22元人民幣，約為晶體硅太陽能電池現在價格的60%，也能保證制造商有相當的利潤空間。

由于碲化鎘薄膜太陽能電池成本低，其發展對于解決我國西部地區分散居住人口的電力供應具有重要意義。

碲資源

碲是地球上的稀有元素，發展碲化鎘薄膜太陽能電池面臨的首要問題就是地球上碲的儲藏量是否能滿足碲化鎘太陽能電池組件的工業化規模生產及應用。工業上，碲主要是從電解銅或冶煉鋅的廢料中回收得到。據相關報道，地球上有碲14.9萬噸，其中中國有2.2萬噸，美國有2.5萬噸。

在美國碲化鎘薄膜太陽能電池制造商First Solar年產量25MW的工廠中，300~340公斤碲化鎘即可以滿足1MW太陽能電池的生產需要。考慮到碲的密度為6.25g/cm3，鎘的密度為8.64g/cm3，則130~140公斤碲即可以滿足1MW碲。2100433B

碲化鎘太陽能電池，較單晶硅太陽能電池有制作方便，成本低廉和重量較輕等優點。碲化鎘薄膜太陽能電池簡稱CdTe電池，它是一種以p型CdTe和n型CdS的異質結為基礎的薄膜太陽能電池。一般標準的碲化鎘薄膜太陽能電池由五層結構組成:背電極、背接觸層、CdTe吸收層、CdTe窗口層、TCO層。

碲化鎘薄膜太陽能電池的生產成本大大低于晶體硅和其他材料的太陽能電池技術，其次它和太陽光譜很一致，可吸收95%以上的陽光。在廣泛深入的應用研究基礎上，國際上許多國家的CdTe電池已由實驗室研究階段開始走向規模工業化生產。

此外，碲化鎘半導體可用于光譜分析、紅外電光調制器、紅外探測器、紅外透鏡和窗口、磷光體、常溫γ射線探測器、接近可見光區的發光器件等。