Kadmiyum tellür - Cadmium telluride
İsimler | |
---|---|
Diğer isimler
irran-6
|
|
tanımlayıcılar | |
3B model ( JSmol )
|
|
Kimyasal Örümcek | |
ECHA Bilgi Kartı | 100.013.773 |
AT Numarası | |
PubChem Müşteri Kimliği
|
|
RTECS numarası | |
ÜNİİ | |
CompTox Panosu ( EPA )
|
|
|
|
|
|
Özellikler | |
CD Te | |
Molar kütle | 240,01 g/mol |
Yoğunluk | 5,85 g·cm -3 |
Erime noktası | 1.041 °C (1.906 °F; 1.314 K) |
Kaynama noktası | 1.050 °C (1.920 °F; 1.320 K) |
çözünmez | |
Diğer çözücülerde çözünürlük | çözünmez |
Bant boşluğu | 1.5 eV (@300 K, direkt) |
Termal iletkenlik | 6,2 W·m/m 2 ·K 293 K'da |
Kırılma indisi ( n D )
|
2.67 (@10 um) |
Yapı | |
çinko karışımı | |
F 4 3m | |
a = 0.648 nm
|
|
Termokimya | |
Isı kapasitesi ( C )
|
293 K'da 210 J/kg·K |
Tehlikeler | |
GHS piktogramları | |
GHS Sinyal kelimesi | Uyarı |
H302 , H312 , H332 , H400 , H410 , H411 | |
P261 , P264 , P270 , P271 , P273 , P280 , + 312 P301 , P302 + 352 , P304 + 312 , P304 + = 340 , P312 , P322 , P330 , başvurunuz P363 , P391 , P501 | |
NIOSH (ABD sağlığa maruz kalma sınırları): | |
PEL (İzin Verilebilir )
|
[1910.1027] TWA, 0.005 mg / m 3 (Cd gibi) |
REL (Önerilen)
|
CA |
IDLH (Acil tehlike)
|
Ca [9 mg / m 3 (Cd gibi)] |
Bağıntılı bileşikler | |
Diğer anyonlar
|
Kadmiyum oksit Kadmiyum sülfür Kadmiyum selenit |
Diğer katyonlar
|
Çinko tellür Cıva tellür |
Aksi belirtilmedikçe, veriler standart durumdaki malzemeler için verilmiştir (25 °C [77 °F], 100 kPa'da). |
|
doğrulamak ( nedir ?) | |
Bilgi kutusu referansları | |
Kadmiyum tellür (CdTe), kadmiyum ve tellürden oluşan kararlı kristal bir bileşiktir . Temelde olarak kullanılan yarı iletken malzeme içinde kadmiyum tellür fotovoltaik bir kızılötesi optik pencere . Genellikle kadmiyum sülfür ile p-n bağlantılı bir güneş PV hücresi oluşturmak için sıkıştırılır . Tipik olarak, CdTe PV hücreleri bir kıstırma yapısı kullanır.
Uygulamalar
CdTe, 2011 yılında kurulan tüm güneş pillerinin yaklaşık %8'ini oluşturan ince film güneş pilleri yapmak için kullanılır . Toplam kurulum maliyetinin karşılaştırılması kurulum boyutuna ve diğer birçok faktöre bağlı olmasına rağmen, bunlar en düşük maliyetli güneş pili türleri arasındadır. ve yıldan yıla hızla değişmiştir. CdTe güneş pili pazarına First Solar hakimdir . 2011 yılında yaklaşık 2 GW p CdTe güneş pili üretildi; Daha fazla ayrıntı ve tartışma için kadmiyum tellür fotovoltaiklerine bakın .
CdTe edilebilir alaşımlı ile cıva yönlü bir hale getirmek için , kızılötesi detektör malzeme ( HgCdTe ). Az miktarda çinko ile alaşımlanmış CdTe , mükemmel bir katı hal X-ışını ve gama ışını dedektörü ( CdZnTe ) yapar.
CdTe, optik pencereler ve lensler için kızılötesi optik malzeme olarak kullanılır ve geniş bir sıcaklık aralığında iyi bir performans sağladığı kanıtlanmıştır. IR kullanımı için erken bir CdTe formu, Irtran-6'nın ticari markası altında pazarlandı, ancak bu artık geçerli değil.
CdTe ayrıca elektro-optik modülatörler için de uygulanır . II-VI bileşik kristalleri arasında lineer elektro-optik etkinin en büyük elektro-optik katsayısına sahiptir (r 41 =r 52 =r 63 =6.8×10 −12 m/V).
Klor katkılı CdTe , x-ışınları, gama ışınları, beta parçacıkları ve alfa parçacıkları için bir radyasyon dedektörü olarak kullanılır . CdTe, nükleer spektroskopide çok çeşitli uygulamalar için kompakt dedektörlerin yapımına izin vererek oda sıcaklığında çalışabilir. Yüksek performanslı gama ve x-ışını dedektörlerinin gerçekleştirilmesi için CdTe'yi üstün kılan özellikler, yüksek atom numarası, geniş bant aralığı ve yüksek elektron hareketliliği ~1100 cm 2 /V·s'dir, bu da yüksek içsel μτ (hareket ömrü) ile sonuçlanır. ürün ve dolayısıyla yüksek derecede yük toplama ve mükemmel spektral çözünürlük. Nedeniyle delikler zayıf yük iletim özellikleri, ~ 100 cm 2 / V-s, tek-taşıyıcı algılamalı detektör geometrileri yüksek çözünürlüklü spektroskopisi üretmek için kullanılır; bunlara eş düzlemli ızgaralar, Frisch yakalı dedektörler ve küçük piksel dedektörleri dahildir.
Fiziki ozellikleri
- Termal genleşme katsayısı : 5,9×10 −6 /K 293 K'da
- Young modülü : 52 GPa
- Poisson oranı : 0.41
Optik ve elektronik özellikler
Toplu CdTe olan şeffaf olarak kızılötesi üzerinden kendi bant boşluk enerjisine (830 yaklaşık nm Kızılötesi dalga boyuna karşılık 300 K 1.5 eV) için yakın gelen, dalga boyu 20 um'den daha büyük olan; buna uygun olarak, CdTe 790 nm'de floresandır . CdTe kristallerinin boyutu birkaç nanometreye veya daha azına düşürüldüğünden, böylece onları CdTe kuantum noktaları haline getirirken , floresan tepe noktası görünür aralıktan morötesine kayar.
Kimyasal özellikler
CdTe suda çözünmez . CdTe, 1050 °C'de başlayan buharlaşma ile 1041 °C'lik yüksek bir erime noktasına sahiptir. CdTe, ortam sıcaklıklarında sıfır buhar basıncına sahiptir. CdTe, yüksek erime noktası ve çözünmezliği nedeniyle ana bileşikleri kadmiyum ve tellür ve diğer birçok Cd bileşiğinden daha kararlıdır.
Kadmiyum tellür toz veya kristaller halinde ticari olarak temin edilebilir. Nanokristallere dönüştürülebilir.
Toksikoloji değerlendirmesi
CdTe bileşiği, ayrı ayrı ele alındığında iki element olan kadmiyum ve tellürden farklı niteliklere sahiptir. CdTe düşük akut inhalasyon, oral ve su toksisitesine sahiptir ve Ames mutajenite testinde negatiftir. Bu sonuçların Avrupa Kimyasallar Ajansı'na (ECHA) bildirilmesine dayanarak , CdTe artık yutulması halinde zararlı veya cilt ile teması halinde zararlı olarak sınıflandırılmamaktadır ve sudaki yaşam için toksisite sınıflandırması düşürülmüştür. Düzgün ve güvenli bir şekilde yakalanıp kapsüllendikten sonra, üretim süreçlerinde kullanılan CdTe zararsız hale getirilebilir. Mevcut CdTe modülleri, çöplüklere atılan ürünlerin uzun vadeli sızıntı potansiyelini değerlendirmek için tasarlanan ABD EPA'nın Toksisite Karakteristik Sızdırma Prosedürü (TCLP) testinden geçmektedir.
2003 tarihli ABD Ulusal Sağlık Enstitüleri tarafından sunulan bir belge şunları ifşa etmektedir:
Brookhaven Ulusal Laboratuvarı (BNL) ve ABD Enerji Bakanlığı (DOE), Ulusal Toksikoloji Programına (NTP) dahil edilmek üzere Kadmiyum Tellurid'i (CdTe) aday gösteriyor. Bu adaylık, Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı (NREL) ve First Solar Inc. tarafından güçlü bir şekilde desteklenmektedir . Malzeme, kapsamlı insan arayüzlerini içerecek olan fotovoltaik enerji üretiminde yaygın uygulamalar için potansiyele sahiptir. Bu nedenle, CdTe'ye uzun süreli maruz kalmanın etkilerinin kesin bir toksikolojik çalışmasının bir zorunluluk olduğunu düşünüyoruz.
ABD Enerji Bakanlığı'nın Brookhaven Ulusal Laboratuvarı'ndan araştırmacılar, CdTe PV modüllerinin büyük ölçekli kullanımının sağlık ve çevre için herhangi bir risk oluşturmadığını ve modüllerin kullanım ömürlerinin sonunda geri dönüştürülmesinin çevresel sorunları tamamen ortadan kaldırdığını buldu. Bu modüller, çalışmaları sırasında herhangi bir kirletici madde üretmezler ve ayrıca fosil yakıtların yerini alarak büyük çevresel faydalar sağlarlar. Hammadde olarak kadmiyum kullanan CdTe PV modülleri, Cd'nin diğer tüm mevcut kullanımlarından daha çevre dostu görünmektedir. CdTe PV, yakın gelecekte potansiyel kadmiyum fazlalığı için sürdürülebilir bir çözüm sunar. Kadmiyum, çinko rafinasyonunun bir atık yan ürünü olarak üretilir ve çelik ürünlerine olan talep nedeniyle PV'de kullanımına bakılmaksızın önemli miktarlarda üretilir.
REACH kayıtlarında firmalar tarafından Avrupa Kimyasallar Ajansı'na (ECHA) verilen sınıflandırmaya göre, uzun süreli etkileri ile sucul yaşam için hala zararlıdır.
Ek olarak, şirketler tarafından ECHA bildirimlerine sağlanan sınıflandırma, onu sucul yaşam için uzun süreli etkilerle çok toksik, sucul yaşam için çok toksik, solunması veya yutulması halinde zararlı ve cilt ile temasında zararlı olarak sınıflandırmaktadır.
kullanılabilirlik
Şu anda, kadmiyum ve tellür hammaddelerinin fiyatı , CdTe güneş pilleri ve diğer CdTe cihazlarının maliyetinin ihmal edilebilir bir oranıdır. Bununla birlikte, tellür nispeten nadir bir elementtir (yerkabuğunda milyarda 1–5 parça; bkz . Elementlerin bolluğu (veri sayfası) ). İyileştirilmiş malzeme verimliliği ve artırılmış PV geri dönüşüm sistemleri sayesinde, CdTe PV endüstrisi, 2038 yılına kadar geri dönüştürülmüş kullanım ömrü sona ermiş modüllerden elde edilen tellüre tamamen güvenme potansiyeline sahiptir . Daha fazla bilgi için bkz. Kadmiyum tellür fotovoltaik . Başka bir çalışma, CdTe PV geri dönüşümünün, iyileştirilmiş malzeme kullanımıyla bağlantılı olarak, 2050 yılına kadar yaklaşık 2 TW ve yüzyılın sonuna kadar 10 TW kümülatif kapasite sağlayacak olan önemli bir ikincil Te kaynağı ekleyeceğini göstermektedir.
Ayrıca bakınız
Referanslar
Dış bağlantılar
- Rusya Bilimler Akademisi Katı Hal Fiziği Enstitüsü'nün web sitesindeki CdTe sayfası (html)
- Optik özellikler Reading Üniversitesi, Kızılötesi Çok Katmanlı Laboratuvarı
- CdTe: HPVB ve HPVZM teknikleriyle büyütülen tek kristaller; pencereler, yüzeyler, elektrooptik modülatörler. Kızılötesi geçirgenlik spektrumu. MSDS.
- Ulusal Kirletici Envanteri – Kadmiyum ve bileşikleri
- ISP optics.com'da MSDS (doc)
- espimetals.com'da MDSD (pdf)
- isp optik web sitesindeki Malzeme Güvenliği veri sayfası (MS Word doc)