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Les fonctions magiques des alliages cobalt-antimoine et tellurure de cadmium : Comment briller en détection infrarouge ?
Dans les domaines des sciences physiques et de l'ingénierie des matériaux, l'essor de l'alliage cobalt-antimoine (CdTe) change progressivement le visage de la technologie de détection infrarouge. Ce composé cristallin stable, composé de cadmium et de tellure, joue non seulement un rôle important en tant que matériau semi-conducteur dans les cellules photovoltaïques cobalt-antimoine, mais affiche également des performances inégalées dans les fenêtres et capteurs optiques infrarouges.
Le potentiel d'application de l'alliage cobalt-antimoine dans la détection infrarouge ne peut être ignoré. Ses propriétés physiques supérieures lui permettent de continuer à émettre de la lumière et de la chaleur dans de nombreux domaines.
Ces dernières années, la gamme d'applications des alliages cobalt-antimoine (CdTe) s'est rapidement élargie dans les cellules solaires à couches minces, les alliages cobalt-antimoine représentaient environ 8 % de tous les dispositifs de cellules solaires en 2011. Bien que le coût soit relativement faible, les coûts d'installation réels varient en fonction de la taille de l'installation et de plusieurs autres facteurs. Il est intéressant de noter que sur le marché actuel, First Solar occupe une position dominante sur le marché des cellules solaires au CdTe. Avec les progrès de la technologie, la technologie de génération et les performances des alliages cobalt-antimoine s'améliorent également constamment.
Diverses applications et combinaisons
En plus d'être utilisé dans les cellules solaires, le CdTe peut également être fusionné avec de l'amalgame pour former un matériau de détection infrarouge multifonctionnel (HgCdTe). De plus, le CdTe allié à une petite quantité de zinc constitue un excellent détecteur de rayons X et gamma à semi-conducteurs (CdZnTe). Non seulement ces matériaux sont transparents à la lumière infrarouge sous leur forme massive, mais leurs propriétés de bande interdite énergétique en font d’excellents résultats dans des applications spécialisées.
Le CdTe a montré un potentiel d'application dans la détection des emballages alimentaires et pharmaceutiques, la surveillance environnementale et dans d'autres domaines, ce qui ouvre de nouvelles possibilités pour le développement technologique futur.
Propriétés physiques et chimiques
En termes de propriétés physiques, le coefficient de dilatation thermique de l'alliage de cadmium et de tellure est de 5,9 × 10−6/K, et le module d'Young à 293 K est de 52 GPa. Son point de fusion atteint 1 041 °C, ce qui le rend très stable dans les applications industrielles. Chimiquement, le CdTe est insoluble dans l’eau, il présente donc des avantages en termes de stabilité de gestion à des températures élevées et dans différents environnements.
Évaluation de la toxicité
Concernant la santé et la sécurité, l'évaluation de la toxicité du CdTe montre que ses effets sont différents de ceux du cadmium et du tellure. Après tests, les résultats préliminaires montrent que la toxicité aiguë par inhalation, orale et aquatique de l'alliage cobalt-antimoine est inférieure à celle-là. de son élément unique. De plus, selon l'évaluation de l'Agence européenne des produits chimiques (ECHA), le CdTe n'est plus étiqueté comme substance dangereuse.
Développement futur
Alors que la demande de ressources renouvelables continue d'augmenter, la recherche sur le recyclage du CdTe est progressivement devenue une partie importante de la communauté universitaire. Les prévisions passées ont montré que d’ici 2038, l’industrie optoélectronique au CdTe dépendra fortement des ressources en tellure recyclé, une orientation de développement qui pourrait façonner de nouveaux modèles commerciaux et des opportunités de recyclage des ressources à l’avenir.
Grâce à des systèmes efficaces d'efficacité des matériaux et de recyclage, la future technologie solaire a la possibilité de s'appuyer entièrement sur des alliages de cobalt et d'antimoine recyclés, ce qui constituera une avancée qui ne peut être sous-estimée.
En tant que matériau qui excelle dans la détection infrarouge et dans d'autres applications, l'alliage cobalt-antimoine CdTe jouera sans aucun doute un rôle important dans le développement technologique futur. À mesure que la technologie continue de progresser, quels nouveaux sommets ce matériau peut-il atteindre dans les applications futures ?
