<р>
Теллурид кадмия (CdTe) — стабильное кристаллическое соединение, образованное кадмием и теллуром. В основном он используется в качестве полупроводникового материала в фотоэлектрических элементах на основе теллурида кадмия, а также в инфракрасных оптических окнах. CdTe часто помещают в сэндвич с сульфидом кадмия для формирования солнечного элемента с p-n-переходом. В связи с широким применением CdTe в солнечных технологиях возникла обеспокоенность по поводу его токсичности и воздействия на окружающую среду. В данной статье подробно рассматриваются физико-химические свойства, области применения и оценка токсичности теллурида кадмия.
р>
Применение и спрос на CdTe
<р>
Теллурид кадмия широко используется в тонкопленочных солнечных элементах, на долю которых в 2011 году пришлось около 8% всех установленных солнечных элементов. Тонкопленочные солнечные элементы CdTe являются одними из самых недорогих типов, хотя сравнение затрат на установку зависит от размера установки и множества других факторов и может существенно меняться из года в год.
р>
В 2011 году во всем мире было произведено около 2 ГВт солнечных элементов CdTe, при этом на рынке доминировала компания First Solar. р>
<р>
Кроме того, CdTe можно сплавлять с ртутью для получения HgCdTe — универсального материала для обнаружения инфракрасного излучения, а CdTe, сплавленный с небольшим количеством цинка, образует CdZnTe — превосходный твердотельный детектор рентгеновского и гамма-излучения. CdTe также используется в качестве оптического материала для изготовления оптических окон и линз и, как было показано, обеспечивает хорошие характеристики в широком диапазоне температур.
р>
Физические и химические свойства теллурида кадмия
<р>
Физические свойства теллурида кадмия включают низкий коэффициент теплового расширения (5,9×10−6/К) и высокую температуру плавления (до 1041°С). CdTe нерастворим в воде и обладает хорошей стабильностью благодаря высокой температуре плавления и нерастворимости. Его можно использовать в качестве оптического материала, особенно в инфракрасной области спектра.
р>
CdTe имеет нулевое давление паров в атмосферных условиях, что делает его более стабильным в практических применениях. р>
Оценка токсичности
<р>
Хотя сам кадмий является токсичным веществом, токсичные свойства CdTe совершенно отличаются от свойств входящих в его состав элементов. CdTe демонстрирует низкий риск острой ингаляционной, пероральной и водной токсичности. Его токсичность снижена при контакте с кожей или приеме внутрь. По данным Европейского химического агентства (ECHA), теллурид кадмия больше не классифицируется как опасное вещество.
р>
Как указано в документе Национального института здравоохранения от 2003 года, CdTe имеет потенциал для широкого использования в производстве фотоэлектрической энергии, и срочно необходимы тщательные токсикологические исследования его долгосрочного воздействия. р>
<р>
Несмотря на это, Европейское химическое агентство по-прежнему относит CdTe к веществам, которые оказывают устойчивое токсическое воздействие на водную флору и фауну. Это вызывает серьезную обеспокоенность относительно воздействия теллурида кадмия на окружающую среду и здоровье человека. Каждому CAB необходимо осознать, что потенциальные последствия долгосрочного использования таких материалов нельзя игнорировать.
р>
Рынок и перспективы
<р>
В настоящее время стоимость сырья кадмия и теллура для производства солнечных элементов CdTe составляет лишь небольшую часть себестоимости продукции. Однако теллур — относительно редкий элемент, его содержание в земной коре составляет всего 1–5 частей на миллион. По прогнозам, с улучшением использования материалов и развитием систем переработки к 2038 году ожидается, что фотоэлектрическая промышленность на основе CdTe будет полностью полагаться на ресурсы теллура в переработанных модулях.
р>
Переработка фотоэлектрических элементов на основе теллура кадмия значительно увеличит объем вторичных ресурсов к 2050 году, что, в свою очередь, будет способствовать дальнейшему росту возобновляемой энергетики. р>
<р>
В целом, перспективы применения и рынка теллурида кадмия весьма многообещающие, однако его долгосрочные токсические эффекты все еще требуют дальнейшего изучения. Поэтому, когда мы исследуем широкое применение теллурида кадмия, нам следует подумать о том, как мы можем лучше сбалансировать связь между технологическим развитием и защитой окружающей среды, одновременно стремясь к использованию возобновляемых источников энергии.
р>