了解材料：碲化镉
得益于碲化镉，太阳能世界正在迅速改变。这项技术发展迅速，6.52 年达到 2021 亿美元1这对可再生能源来说意义重大，因为它既高效又便宜1.
您必须了解的有关碲化镉的知识 – 太阳革命
您必须了解的有关碲化镉的知识 – 太阳革命
方面
重要信息
定义
碲化镉（CdTe）是一种直接带隙半导体材料，主要用于薄膜光伏太阳能电池，在太阳能转换方面具有高效率和成本效益。
材料
镉（Cd）
碲 (Te)
透明导电氧化物（例如 SnO₂）
背接触材料（例如 Mo、ZnTe）
缓冲层（例如 CdS）
查看房源
直接带隙为 1.45 eV
高吸收系数
热稳定性高达 400°C
耐辐射性能好
低温度系数
应用
能源： 光伏太阳能电池板
工业： 辐射探测器
研究： 光电器件
空间： 卫星太阳能电池
建筑一体化： BIPV 系统
制造技术
近距离升华（CSS）
气相传输沉积 (VTD)
电沉积
溅射
化学浴沉积（CBD）
挑战
镉的毒性问题
碲的稀缺性
模块回收要求
高温下的效率限制
与硅基技术的竞争
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碲化镉是太阳能技术的关键参与者。预计从 12.4 年到 2021 年，每年将增长 2026%1。 该 美国能源部 看到了其潜力并正在资助研究以使太阳能变得更好。
这种材料在可再生能源领域脱颖而出。用它制造太阳能电池板现在比以前便宜 45%1北美和欧洲由于大力支持清洁能源而处于领先地位1.
关键精华
碲化镉代表着尖端的太阳能技术
6.52年全球市场价值超过2021亿美元
创新制造工艺降低生产成本
北美和欧洲市场预计将出现强劲增长
可再生能源转型潜力巨大
什么是碲化镉？
碲化镉 (CdTe) 是一种改变了太阳能技术的新型半导体材料。由于其特殊特性，它成为可再生能源的关键。这些特性使其成为太阳能电池板的理想选择 在太阳能行业.
组成与结构
碲化镉的结构是由镉和碲原子构成的。 它的原子排列 使其成为将阳光转化为能源的佼佼者2. CdTe 太阳能电池非常薄，大约是人类头发的十分之一2.
独特的属性
CdTe 具有与其他太阳能材料不同的惊人品质：
它的带隙为 1.5 eV，非常适合捕捉阳光3
其电子迁移率约为1100cm²/V·s4
导热系数为 6.2 W·m/m²·K4
工业应用
碲化镉不仅适用于太阳能电池。其独特的性质使其可用于许多领域。它具有广泛应用的潜力。
特性价值观AH摩尔质量240.01克/摩尔密度5.85克·厘米−3熔点1,041°C带隙1.5eV
科学家们仍在研究 CdTe。他们正在努力使其更好地用于太阳能电池板2.
碲化镉在太阳能中的作用
碲化镉 (CdTe) 是太阳能领域的关键材料。它改变了我们制造太阳能电池板的方式。这一变化有助于我们更多地利用可再生能源。
CdTe 太阳能电池板的优点
CdTe 太阳能电池板有很多优点。它们是太阳能市场的重要组成部分，占 占全球光伏发电量的 5.1%5.其优点包括：
卓越的能源效率
制造成本低
令人印象深刻的耐用性
快速能源回收时间
这些面板工作得很好，效率 16.4%排放 对于模块和 22.1%排放 对于细胞5量子效率甚至高达 89%6.
与其他太阳能材料的比较分析
CdTe 太阳能电池在许多方面都胜过旧太阳能技术。2013 年，制造 CdTe 模块的成本约为 每瓦 0.57 美元5.这使得它们的价格非常实惠。
Topaz 太阳能发电场展示了 CdTe 的规模。它拥有 9 万个模块，展示了其在大型太阳能项目中的威力5.
碲化镉的制造工艺
的制作 碲化镉薄膜 太阳能技术既复杂又新颖。新方法改变了太阳能电池的制造方式。这突破了可再生能源制造的极限。
先进的生长技术
科学家们找到了高效生产碲化镉晶体的新方法。他们仅用一天时间就生产出了超过 1 公斤的晶体。这种方法比旧方法便宜 45%7.
这种新方法可以制造重达 20 公斤的晶体。这是制造更多晶体的一大进步7.
层沉积方法
制作碲化镉薄膜需要特殊的方法来添加层。美国国家可再生能源实验室 (NREL) 已利用这些方法将太阳能电池的效率提高到 14.0%8。但商用 CdTe 模块的效率通常为 6% 至 10%8.
气相传输沉积
密闭空间升华
高压晶体生长
质量控制措施
保持高质量是制造碲化镉薄膜的关键。他们关注以下几个重要事项：
晶体尺寸和纯度
沉积温度（570°C – 625°C）
短路电流密度
电阻率测量
“太阳能的未来在于精密制造和创新材料科学。”——太阳能技术专家
现代制造方法在高压下进行。这使得过程更安全、更可靠7.
碲化镉对环境的影响
太阳能技术正在发展，碲化镉在其中发挥着重要作用。我们需要研究它对环境的影响。这包括它的整个生命周期和安全性。
生命周期评估
碲化镉太阳能电池板对环境有益。研究表明了它们的工作原理及其影响。它们含有一定量的镉和碲， 每克薄膜含 7.31 ± 1.22 毫克 Cd 和 7.68 ± 1.19 毫克 Te9.
浸出和毒性考虑
已有研究调查了碲化镉对环境的危害：
批量浸出试验表明，镉的溶解度低于 8.2%，碲的溶解度低于 3.6%9
酸性垃圾填埋场模拟显示，73 天内镉释放量为 21%，碲释放量为 30%9
溶解镉浓度大大超出监管限值9
安全和法规遵从性
使用碲化镉的规定非常严格。欧盟 RoHS 指令将镉的含量限制在 100 ppm10研究表明工人没有接触过多的镉10.
回收和可持续发展
太阳能行业正在努力回收碲化镉。目前的方法损失的材料很少，约为 1%10. 新技术使太阳能技术更加可持续。
CdTe 技术的经济方面
这个 碲化镉半导体 太阳能行业正处于转折点。技术和经济方面正在发生巨大变化。对于这项新太阳能技术来说，这是一个激动人心的时刻。
市场增长和财务潜力
全球碲化镉光伏市场增长迅速，10.60年达到2023亿美元，预计2032年将超过37.20亿美元11.
这一增长令人印象深刻，复合年增长率为 14.97%11.
成本效益和市场优势
碲化镉半导体 技术具有巨大的经济效益：
CdTe 太阳能电池板比现行标准便宜 45%11
First Solar 的模块成本低于每瓦 0.46 美元12
技术效率越来越好，电池效率达到22.1%13
投资机会
投资者被碲化镉技术吸引。美国能源部计划在十年内将太阳能成本降低 60%13. 主要驱动因素包括可再生能源需求不断增长和政府大力投资11.
区域市场动态
全球市场增长情况不尽相同，欧洲在碲化镉光伏领域处于领先地位。拉丁美洲与巴西一样，增长迅速11。住宅用途是目前最大的市场，但商业用途预计将快速增长11.
碲化镉研究的创新
碲化镉 (CdTe) 太阳能技术领域正在快速发展。新发现正在改变我们制造太阳能电池的方式。这要归功于 先进材料科学.
最近的科学突破
科学家在改进 CdTe 太阳能电池方面取得了重大进展。他们的效率达到了创纪录的 22.3%，有望达到 31%14. First Solar Inc. 以 22.1% 的 CdS/CdTe 电池效率创下新的实验室纪录15.
他们的目标是开路电压超过 900 毫伏14
他们希望 CdTe 电池的效率达到 26%14
他们正在研究诸如碲化镉锌等新材料14
未来的技术进步
CdTe 技术前景光明。科学家正在研究改进太阳能电池的新方法。他们正在研究：
光子下转换纳米材料 提高效率3-7%14
在 CdSeTe 电池中尝试不同的硒混合物14
研究热膨胀如何影响性能14
他们的目标是到 15 年将成本降至每瓦 2030 美分14.CdTe太阳能技术领域展现出绿色能源的巨大前景。
碲化镉领域的领先公司
碲化镉 (CdTe) 太阳能技术领域由顶级公司引领。他们在可再生能源领域取得了长足进步。这些领导者投资新技术和研究，以改善太阳能制造 .
推动太阳能制造业转型的关键参与者
First Solar 是 CdTe 太阳能技术的领导者。他们在使用碲化镉方面制定了高标准。他们的模块表现出色，具有：
效率高达 22.1%16
制造成本低于每瓦 0.46 美元16
引领北美市场16
值得注意的行业合作
合作伙伴关系正在改变 CdTe 太阳能领域。 创新合作 引领新技术 全球。 例如：
First Solar 将向 Geronimo Energy 提供 415 兆瓦环保光伏模块17
Advanced Solar Power 启动新的 CdTe 薄膜光伏组件生产线17
全球 CdTe 市场增长迅速。预计到 21.0 年将达到 2032 亿美元16. 企业已准备好满足日益增长的绿色能源需求，主要是在北美和亚太地区1617.
碲化镉法规和标准
了解碲化镉太阳能技术的规则是关键。这涉及了解政府政策、行业标准以及如何保护环境。太阳能界正在努力应对碲化镉带来的任何危害18.
政府政策框架
美国政府对碲化镉有严格的规定。这些规定包括：
工作场所镉暴露限值18
安全运输规则18
环境保护指南
行业监管标准
太阳能制造商必须遵循制造碲化镉的某些规则。 规则注重确保安全 处理有害物质时19. CdTe 太阳能技术规模巨大，约占美国公用事业规模光伏发电的 34%19.
环境合规措施
加州 65 号提案警告碲化镉的危害18。制造商必须采取许多措施来保证安全，例如：
密切监测暴露情况
遵守严格的处理规则
采用先进的回收方法
在能源部的帮助下，太阳能领域不断进步。他们支持让 CdTe 技术更安全、更高效19.
碲化镉在可再生能源中的未来
可再生能源领域正在快速变化，碲化镉 (CdTe) 引领潮流。随着科学家对 CdTe 的了解越来越多，太阳能行业有望实现巨大增长和新创意20CdTe 太阳能系统市场将持续增长，到 9.37 年将达到 2022 亿美元，到 14.02 年年增长率将达到 2028%20.
新技术使 CdTe 太阳能电池变得更好。美国能源部支持的碲化镉加速器联盟旨在加快这一进程21CdTe 太阳能电池已经占据了太阳能市场的 20% 左右。他们的目标是提高效率和降低制造成本2113专家认为，到 24 年，电池效率可能达到 2025% 以上，到 26 年甚至可能达到 2030%13.
CdTe 是全球转向可持续能源的关键。它是太阳能电池板中碳足迹和水足迹最低的，非常适合实现清洁能源目标13. 得益于绿色能源的大力发展和建筑项目，亚太地区市场预计将快速增长20. 当我们瞄准净零经济时，CdTe 已准备好帮助改变世界能源系统。
常见问题
碲化镉（CdTe）到底是什么？
碲化镉是由镉和碲组成的化合物。它用于太阳能电池。它以能够很好地吸收光并将其转化为能量而闻名。
碲化镉太阳能电池的效率有多高？
CdTe 太阳能电池效率极高。它们可以将高达 22.1% 的阳光转化为电能。这使得它们成为大型太阳能项目的不错选择。
碲化镉太阳能电池板对环境安全吗？
是的，CdTe 太阳能电池板是安全的。它们经过精心回收和制造。这减少了对环境的危害。
碲化镉在太阳能技术中有何独特之处？
CdTe 之所以如此特别，是因为它成本低廉、效率高。它适用于各种天气条件。这让它非常适合大型太阳能项目。
碲化镉的主要工业应用是什么？
CdTe 用途广泛。它可用于太阳能电池、探测器和特殊电子产品。它还可用于太空和国防。
用于太阳能电池板的碲化镉是如何制造的？
制造 CdTe 太阳能电池板是一个复杂的过程。它涉及仔细分层材料。First Solar 等公司使用先进的方法来制造高质量的电池板。
CdTe 技术未来有哪些潜在的发展？
研究人员正在努力让 CdTe 太阳能电池变得更好。他们希望提高效率并使生产更具可持续性。他们正在探索制造太阳能电池的新方法。
碲化镉是否存在毒性问题？
镉可能有毒，但 CdTe 太阳能电池板是安全的。它们在制造时就考虑到了安全性。处理和处置都经过精心管理。
碲化镉与硅太阳能技术相比如何？
CdTe 更便宜，制造时消耗的能量更少。它适用于各种天气。它比硅电池更轻、更灵活。
对于碲化镉太阳能电池板有哪些监管考虑？
CdTe 太阳能电池板遵循严格的规定。这些规定涵盖安全、制造和环境影响。它们有助于保护人类和地球。
源链接
https://www.prnewswire.com/news-releases/cadmium-telluride-photovoltaic-market-projected-to-exceed-1-39-billion-by-2026–301438637.html
https://www.nrel.gov/pv/cadmium-telluride-solar-cells.html
https://www.britannica.com/technology/cadmium-telluride-solar-cell
https://en.wikipedia.org/wiki/Cadmium_telluride
https://en.wikipedia.org/wiki/Cadmium_telluride_photovoltaics
https://link.springer.com/article/10.1007/s12633-024-03179-2
https://www.techbriefs.com/component/content/article/36393-producing-cadmium-telluride-material-for-solar-cells
https://www.nrel.gov/docs/fy00osti/28368.pdf
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5607867/
https://www.firstsolar.com/-/media/First-Solar/Sustainability-Documents/Sustainability-Peer-Reviews/Thai-EHS-Peer-Review_EN.ashx
https://www.marketdataforecast.com/market-reports/cadmium-telluride-photovoltaic-market
https://www.firstsolar.com/-/media/First-Solar/Sustainability-Documents/Sustainability-Peer-Reviews/CRSES2015_06_First-Solar-CdTe-Module-Technology-Review-FINAL.ashx
https://www.nrel.gov/news/program/2022/cadmium-telluride-accelerator-consortium-aims-to-reduce-costs-speed-deployment-of-low-carbon-thin-film-solar-technologies.html
https://www.nrel.gov/pv/cadmium-telluride-photovoltaics-accelerator-consortium-solicitation.html
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10663865/
https://straitsresearch.com/report/cadmium-telluride-market
https://www.fortunebusinessinsights.com/cadmium-telluride-market-105502
https://www.samaterials.com/tellurium/1267-cadmium-telluride-cdte.html
https://www.energy.gov/eere/solar/cadmium-telluride-photovoltaics-perspective-paper
https://www.techsciresearch.com/report/cadmium-telluride-photovoltaic-market/20120.html
https://pv-magazine-usa.com/2022/08/02/doe-launches-20-million-consortium-to-advance-us-made-cadmium-telluride-solar-cells/