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As funções mágicas das ligas de cobalto, antimônio e telureto de cádmio: como brilhar na detecção infravermelha?
Nos campos da ciência física e da engenharia de materiais, o surgimento da liga de cobalto e antimônio (CdTe) está mudando gradualmente a face da tecnologia de detecção infravermelha. Este composto cristalino estável, composto de cádmio e telúrio, não só desempenha um papel importante como material semicondutor em células fotovoltaicas de cobalto e antimônio, mas também apresenta desempenho incomparável em janelas e sensores ópticos infravermelhos.
O potencial de aplicação da liga de cobalto-antimônio na detecção infravermelha não pode ser ignorado. Suas propriedades físicas superiores permitem que ela continue a emitir luz e calor em muitos campos.
Nos últimos anos, a gama de aplicações de ligas de cobalto-antimônio (CdTe) expandiu-se rapidamente em células solares de película fina, as ligas de cobalto-antimônio representaram aproximadamente 8% de todos os dispositivos de células solares em 2011. Embora o custo seja relativamente baixo, os custos reais de instalação variam de acordo com o tamanho da instalação e vários outros fatores. Curiosamente, no mercado atual, a First Solar tem uma posição dominante no mercado de células solares CdTe. Com o avanço da tecnologia, a tecnologia de geração e o desempenho das ligas de cobalto e antimônio também estão melhorando constantemente.
Diversas aplicações e combinações
Além de ser usado em células solares, o CdTe também pode ser amalgamado com amálgama para formar um material multifuncional de detecção infravermelha (HgCdTe). Além disso, o CdTe ligado a uma pequena quantidade de zinco é um excelente detector de raios X e raios gama no estado sólido (CdZnTe). Esses materiais não são apenas transparentes à luz infravermelha em sua forma a granel, mas suas propriedades de bandgap de energia os tornam excelentes desempenhos em aplicações especializadas.
O CdTe demonstrou potencial de aplicação na detecção de embalagens de alimentos e medicamentos, monitoramento ambiental e outras áreas, o que levanta novas possibilidades para o desenvolvimento tecnológico futuro.
Propriedades físicas e químicas
Em termos de propriedades físicas, o coeficiente de expansão térmica da liga de cádmio e telúrio é 5,9×10−6/K, e o módulo de Young a 293 K é 52 GPa. Seu ponto de fusão chega a 1.041 °C, o que o torna muito estável em aplicações industriais. Quimicamente, o CdTe é insolúvel em água, por isso apresenta vantagens no manejo da estabilidade sob altas temperaturas e diferentes ambientes.
Avaliação de toxicidade
Em relação à saúde e segurança, a avaliação da toxicidade do CdTe mostra que seus efeitos são diferentes daqueles do cádmio e do telúrio. Após os testes, seus resultados preliminares mostram que a toxicidade aguda por inalação, oral e aquática da liga de cobalto-antimônio é inferior. o de seu único elemento. Além disso, de acordo com a avaliação da Agência Europeia dos Produtos Químicos (ECHA), o CdTe já não é rotulado como uma substância perigosa.
Desenvolvimento Futuro
À medida que a procura por recursos renováveis continua a aumentar, a investigação sobre reciclagem de CdTe tornou-se gradualmente uma parte importante da comunidade académica. Previsões anteriores mostraram que, até 2038, a indústria optoelectrónica de CdTe dependerá fortemente de recursos de telúrio reciclado, uma direcção de desenvolvimento que poderá moldar novos modelos de negócios e oportunidades de reciclagem de recursos no futuro.
Através de sistemas eficazes de reciclagem e eficiência de materiais, a futura tecnologia solar terá a oportunidade de contar totalmente com ligas de cobalto e antimônio recicladas, o que será um avanço que não pode ser subestimado.
Como um material que se destaca na detecção infravermelha e outras aplicações, a liga de cobalto-antimônio CdTe desempenhará, sem dúvida, um papel importante no desenvolvimento tecnológico futuro. À medida que a tecnologia continua a avançar, que novos patamares este material pode alcançar em aplicações futuras?
