碲资源

碲是地球上的稀有元素，发展碲化镉薄膜太阳能电池面临的首要问题就是地球上碲的储藏量是否能满足碲化镉太阳能电池组件的工业化规模生产及应用。工业上，碲主要是从电解铜或冶炼锌的废料中回收得到。据相关报道，地球上有碲14.9万吨，其中中国有2.2万吨，美国有2.5万吨。

在美国碲化镉薄膜太阳能电池制造商First Solar年产量25MW的工厂中，300~340公斤碲化镉即可以满足1MW太阳能电池的生产需要。考虑到碲的密度为6.25g/cm3，镉的密度为8.64g/cm3，则130~140公斤碲即可以满足1MW碲。

碲化镉(cadmium  telluride)

由碲和镉构成的Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体材料。其晶体结构为闪锌矿型，具有直接跃迁型能带结构。

碲化镉的物理性质

碲化镉的主要结构缺陷是填隙镉原子，它提供n型电导，而镉空位提供p型电导。

多晶合成用纯度为99.9999％的碲和镉按元素质量比1：1称量，并将料装入涂碳石英管内，在真空度小于4×10-4Pa下进行物料脱氧，再在真空度小于2×10-4Pa下密封石英管。然后将密封好的石英管放入合成炉内进行多晶合成。为防止合成时镉的迅速蒸发引起炸管，升温必须缓慢进行，因为在碲化镉的熔点，镉的蒸气压为1MPa。当温度升至800℃时恒温4h，然后缓慢升温到1100℃，整个合成时间为14h。

单晶生长 合成好的多晶料可用垂直布里支曼法，碲熔剂法、气相升华法、高压融体生长法等生长单晶。生长速度分别为2mm／h、3mm／h、0.2mm／h、5mm／h。垂直布里支曼法是现在常用于生长碲化镉单晶的方法，其生长示意图如图所示。

生长碲化镉单晶较困难，其原因是元素镉和元素碲在碲化镉生长温度都有较高蒸气压，因此晶体易偏离化学配比；另-个原因是镉易沾附石英安瓿。

经过多年几代科学工作者的不懈努力，我国正处于实验室基础研究到应用产业化的快速发展阶段，CdTe电池的研究，从原来的只有内蒙古大学、四川大学、新疆大学等几家科研院所进行，到今年的四川阿波罗太阳能科技开发股份有限公司新型薄膜CdTe/CdS太阳能电池核心材料产业化（为期两年，将建设拥有年产碲化镉50吨的生产线、硫化镉10吨生产线），使我国在CdTe电池产业化将得到长足发展，从而使我国碲化镉薄膜太阳能电池产业快速步入世界先进行列。