碲化镉的应用前景分析

3.碲化镉将面临原料短缺的制约

　　生产碲化镉的特点是受到原材料（碲和镉）的制约，这也就不难解释为何采矿型公司（Amalgamet，Teck Cominko，Asarco）要与生产型公司（5N Plus）加强合作。总体而言，碲（还包括一定量的镉）已成为非常重要的战略资源。为拥有碲资源必将展开更为激烈的“争夺”大战。在2007年，美国“Ⅱ-ⅥInc.”公司收购了菲律宾PRM公司；2008年，中国金堆城钼业集团公司与西色国际投资有限公司合资设立的金堆城西色（加拿大）有限公司收购了加拿大育空锌矿公司（Yukon Zink），它们已经成为该领域的成功典范。

　　碲已成为制约太阳能和其它领域发展的原料因素。假设在未来10-15年间碲产量增长，并可以拿出400-500吨（当前全部的碲产量）用于太阳能产业，那么，CdTe可贡献总计8000-10000兆瓦太阳能电池，这对解决太阳能问题来说还远远不够。因此，制造太阳能电池的CdTe材料对碲的需求将会非常强劲，从事CdTe基光电转换器的生产企业对碲的需求也将会极度“渴望”。

　　但也不难想象，短期内依赖现有工艺提高碲产能的可能性并不大。因为出现了一种生产铜的新工艺。与之前的不同是世界铜产量的增大并不意味着硒和碲的产量同步增加。在20世纪90年代初期，由Phelps Dodge和Placer Dome研发的从黄铜矿浸出铜的新工艺，简称SW-EW工艺或“焙烧-浸出-电萃取”，是又一种电解法生产铜的工艺。世界上采用该工艺从事铜生产的总量呈增长态势。如果世界铜产量在2011年增加约380万吨达到2440万吨，那么，有约230万吨铜的新增产能是采用电解法生产，另有150万吨铜新增产能采用电化学法生产。新工艺具有一系列经济优势，但却不会形成含硒和碲的铜电解阳极泥。

　　目前，一方面，用于回收碲的矿料来源增速缓慢；另一方面，碲的消费量却在不断增大。这必然会引起碲价格的波动，最终也必将体现在与碲相关的化合物和仪器仪表的价值上。

碲化镉薄膜太阳能电池

碲化镉薄膜太阳能电池简称CdTe电池，它是一种以p型CdTe和n型Cd的异质结为基础的薄膜太阳能电池。

碲化镉薄膜太阳能电池是由RCA实验室在CdTe单晶上镀上In的合金制得的，其光电转换效率为2.1%。1982年，Kodak实验室用化学沉积法在P型的CdTe上制备一层超薄的CdS，制备了效率超过10%的异质结p-CdTe/n-CdS薄膜太阳能电池。这是现阶段碲化镉薄膜太阳能电池的原型。20世纪90年代初，碲化镉薄膜太阳能电池已实现了规模化生产，但市场发展缓慢，市场份额一直徘徊在1%左右。目前碲化镉薄膜太阳能电池在实验室中获得的光电转换效率已达到17.3%[1]  。其商用模块的转换效率也达到了10%左右。我国CdTe薄膜电池的研究工作开始于上世纪80年代初。内蒙古大学采用蒸发技术、北京太阳能研究所采用电沉积技术（ED）研究和制备碲化镉薄膜太阳能电池，后者研制的电池转换效率达到了5.8%。80年代中期至90年代中期，研究工作处于停顿状态。

  CdTe太阳能电池作为大规模生产与应用的光伏器件，最值得关注的是环境污染问题。有毒元素Cd对环境的污染和对操作人员健康的危害是不容忽视的。我们不能在获取清洁能源的同时，又对人体和人类生存环境造成新的危害。有效地处理废弃和破损的CdTe组件，技术上很简单。而Cd是重金属，有剧毒，Cd的化合物与Cd一样有毒。其主要影响，一是含有Cd的尘埃通过呼吸道对人类和其他动物造成的危害；二是生产废水废物排放所造成的污染。因此，对破损的玻璃片上的Cd和Te应去除并回收，对损坏和废弃的组件应进行妥善处理，对生产中排放的废水、废物应进行符合环保标准的处理。目前各国均在大力研究解决CdTe薄膜太阳能电池发展的因素，相信上述问题不久将会逐个解决，从而使碲化镉薄膜电池成为未来社会新的能源成分之一。