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| 名前 | |
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| その他の名前
イルトラン-6
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| 識別子 | |
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3Dモデル（JSmol）
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| ケムスパイダー |
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| ECHA 情報カード | 100.013.773 |
| EC番号 |
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パブケム CID
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| RTECS番号 |
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| ユニ |
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CompTox ダッシュボード ( EPA )
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| プロパティ | |
| カドミウムテ | |
| モル質量 | 240.01グラム/モル |
| 密度 | 5.85 g·cm −3 [1] |
| 融点 | 1,041 °C (1,906 °F; 1,314 K) [2] |
| 沸点 | 1,050 °C (1,920 °F; 1,320 K) |
| 不溶性の | |
| 他の溶媒への 溶解性 | 不溶性の |
| バンドギャップ | 1.5 eV (@300 K、直接) |
| 熱伝導率 | 293 Kで 6.2 W·m/m 2 ·K |
屈折率( n D )
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2.67（@10μm） |
| 構造 | |
| 閃亜鉛鉱 | |
| F 4 3m | |
a = 0.648nm
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| 熱化学 | |
熱容量 ( C )
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293 K で 210 J/kg·K |
| 危険 | |
| GHSラベル: | |
 
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| 警告 | |
| H302、H312、H332、H410、H411 | |
| P261、P264、P270、P271、P273、P280、P301+P312、P302+P352、P304+P312、P304+P340、P312、P322、P330、P363、P391、P501 | |
| NIOSH（米国健康暴露限界）： | |
PEL (許可)
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[1910.1027] TWA 0.005 mg/m 3（Cdとして）[3] |
REL (推奨)
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カルシウム[3] |
IDLH（差し迫った危険）
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Ca [9 mg/m 3 (Cdとして)] [3] |
| 関連化合物 | |
その他の陰イオン
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酸化カドミウム 硫化 カドミウム セレン化カドミウム |
その他の陽イオン
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テルル化亜鉛 テルル化水銀 |
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。
 確認する （何ですか ？）
 インフォボックス参照
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テルル化カドミウム(CdTe) は、カドミウムとテルルから形成される安定した結晶 化合物です。主にテルル化カドミウム太陽光発電や赤外線光学窓の半導体材料として使用されます。通常、硫化カドミウムと挟まれてp-n 接合型太陽光発電セルを形成します。
アプリケーション
CdTeは薄膜太陽電池の製造に使用され、2011年に設置されたすべての太陽電池の約8%を占めています。 [4] CdTeは最も低コストのタイプの太陽電池の1つですが、[5]総設置コストの比較は設置規模やその他の多くの要因に依存し、年ごとに急速に変化しています。CdTe太陽電池市場はFirst Solarが独占しています。2011年には、約2 GW pのCdTe太陽電池が生産されました。[4]詳細と議論については、カドミウムテルル化物太陽光発電を参照してください。
CdTe は水銀と合金化して多用途の赤外線検出器材料 ( HgCdTe )を作ることができます。CdTe に少量の亜鉛を合金化すると、優れた固体X 線およびガンマ線検出器 ( CdZnTe ) になります。
CdTeは光学窓やレンズの赤外線光学材料として使用され、広範囲の温度で優れた性能を発揮することが実証されています。[6] IR用CdTeの初期の形態はIrtran-6という商標名で販売されていましたが、これは廃止されています。
CdTeは電気光学変調器にも応用されており、II-VI化合物結晶の中で最も大きな線形電気光学効果の電気光学係数を持っています（r 41 =r 52 =r 63 =6.8×10 −12 m/V）。
塩素を添加したCdTeは、X線、ガンマ線、ベータ粒子、アルファ粒子の放射線検出器として使用されています。CdTeは室温で動作するため、核分光法のさまざまな用途に使用できるコンパクトな検出器を構築できます。[7] CdTeが高性能ガンマ線およびX線検出器の実現に優れているのは、原子番号が高く、バンドギャップが大きく、電子移動度が約1100 cm 2 /V·sと高いためです。これにより、固有のμτ（移動度-寿命）積が高くなり、電荷収集率が高くなり、スペクトル分解能が優れています。[8]正孔の電荷輸送特性が約100 cm 2 /V·sと低いため、高分解能分光法を実現するには、コプラナーグリッド、フリッシュカラー検出器、小型ピクセル検出器などのシングルキャリアセンシング検出器形状が使用されます。
物理的特性
光学的および電子的特性
バルクのCdTeは、そのバンドギャップエネルギー（300Kで1.5eV、[10]約830nmの赤外線波長に相当）の近くから20μmを超える波長まで赤外線に対して透明であり、それに応じてCdTeは790nmで蛍光を発します。CdTe結晶のサイズが数ナノメートル以下に縮小され、CdTe量子ドットになると、蛍光ピークは可視領域から紫外線領域にシフトします。
化学的性質
CdTeは水に不溶性である。 [11] CdTeは融点が高く、1,041℃（1,906℉）で蒸発が始まり、1,050℃（1,920℉）で蒸発が始まる。[12] CdTeの蒸気圧は室温でゼロである。CdTeは、その高い融点と不溶性のため、親化合物のカドミウムやテルル、および他のほとんどのCd化合物よりも安定している。[13]
テルル化カドミウムは粉末または結晶として市販されています。ナノ結晶にすることもできます。
毒性評価
CdTe 化合物は、2 つの元素、カドミウムとテルルを別々に摂取した場合とは異なる性質を持っています。CdTe は、急性吸入毒性、経口毒性、水生毒性が低く、エームズ変異原性試験では陰性でした。これらの結果が欧州化学物質庁(ECHA) に通知されたことを受けて、CdTe は摂取しても有害でも皮膚に接触しても有害でも分類されなくなり、水生生物に対する毒性分類も引き下げられました。[14]製造プロセスで使用される CdTe は、適切かつ安全に捕獲されカプセル化されると、無害になる可能性があります。現在の CdTe モジュールは、埋め立て地に廃棄された製品の長期浸出の可能性を評価するために設計された米国 EPA の毒性特性浸出手順 (TCLP) テストに合格しています。[15]
2003年に米国国立衛生研究所[2]が公開した文書には、次のような記載がある。
ブルックヘブン国立研究所 (BNL) と米国エネルギー省(DOE) は、テルル化カドミウム (CdTe) を国家毒性プログラム (NTP) に含めるよう推薦しています。この推薦は、国立再生可能エネルギー研究所 (NREL) とFirst Solar Inc. によって強く支持されています。この物質は、広範囲にわたる人間との接触を伴う太陽光発電に幅広く応用できる可能性があります。したがって、CdTe への長期曝露の影響に関する決定的な毒性研究が必要であると私たちは考えています。
REACH 登録において企業が欧州化学物質庁 (ECHA) に提供した分類によれば、この物質は依然として水生生物に有害であり、長期的な影響を及ぼします。
さらに、企業がECHAに通知した分類では、水生生物に対して非常に有毒で長期的な影響があり、水生生物に対して非常に有毒で、吸入または飲み込んだ場合に有害であり、皮膚に接触すると有害であると分類されています。[16]
可用性
現時点では、原材料のカドミウムとテルルの価格は、CdTe太陽電池やその他のCdTeデバイスのコストのごくわずかな割合です。しかし、テルルは比較的希少な元素です（地殻中の含有量は1～5ppb。元素の存在量（データページ）を参照）。材料効率の向上とPVリサイクルシステムの増加により、CdTe PV業界は、2038年までにリサイクルされた耐用年数終了モジュールからのテルルに完全に依存できる可能性があります。 [17]詳細については、カドミウムテルル化物太陽光発電を参照してください。別の研究では、CdTe PVリサイクルによりTeの重要な二次資源が追加され、材料利用の向上と相まって、2050年までに約2TW、今世紀末までに10TWの累積容量が可能になることが示されています。[18]
参照
参考文献
- ^ Peter Capper (1994). 狭ギャップカドミウム系化合物の特性。IET。pp. 39– 。ISBN 978-0-85296-880-2. 2012年6月1日閲覧。
- ^ ab テルル化カドミウムの国家毒性プログラムへの推薦(PDF) (報告書)。米国保健福祉省。2003-04-11。
- ^ abc NIOSH 化学物質の危険性に関するポケットガイド。「#0087」。国立労働安全衛生研究所(NIOSH)。
- ^ ab 「Photovoltaics report」（PDF）。2012年11月5日時点のオリジナル（PDF）よりアーカイブ。
- ^ 「はじめに」カルコゲニド太陽光発電2011年 pp. 1– 8. doi :10.1002/9783527633708.ch1. ISBN 9783527633708。
- ^ 「テルル化カドミウム」.
- ^ P. Capper (1994).狭ギャップカドミウム系化合物の特性ロンドン、イギリス: INSPEC、IEE。ISBN 978-0-85296-880-2。
- ^ Veale, MC; Kalliopuska, J.; Pohjonen, H.; Andersson, H.; Nenonen, S.; Seller, P.; Wilson, MD (2012). 「HEXITEC 読み出しチップに結合された M-π-n CdTe ピクセル検出器の特性評価」Journal of Instrumentation . 7 (1): C01035. Bibcode :2012JInst...7C1035V. doi : 10.1088/1748-0221/7/01/C01035 .
- ^ Palmer, DW (2008 年 3 月)。「II-VI 化合物半導体の特性」。半導体情報。
- ^ Fonthal, G.; et al. (2000). 「結晶性CdTeのバンドギャップエネルギーの温度依存性」J. Phys. Chem. Solids . 61 (4): 579– 583. Bibcode :2000JPCS...61..579F. doi :10.1016/s0022-3697(99)00254-1.
- ^ 溶解度は0.1mg/L未満で、不溶性に分類されます。参照、「ECHA物質登録」[1] 2013年12月13日アーカイブ、archive.today
- ^ 「テルル化カドミウム」。2013年12月13日時点のオリジナルよりアーカイブ。2013年12月13日閲覧。
- ^ S. Kaczmar (2011). 「CdTe 太陽光発電における CdTe 毒性に関するリードアクロスアプローチの評価」(PDF)。[永久リンク切れ ]
- ^ 「CdTe 光電池のライフサイクル評価に対する Fraunhofer の科学的コメント」。Fraunhofer シリコン光電池センター CSP。2013 年 12 月 13 日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ V. Fthenakis; K. Zweibel (2003). 「CdTe PV: 実際の EHS リスクと認識されている EHS リスク」(PDF)。国立再生可能エネルギー研究所。
- ^ 「テルル化カドミウム - 概要 - ECHA」。欧州化学物質庁。2020年。
- ^ M. Marwede; A. Reller (2012). 「テルル化カドミウム太陽光発電廃棄物からのテルルの将来のリサイクルフロー」(PDF) .資源、保全、リサイクル. 69 : 35–49 . doi :10.1016/j.resconrec.2012.09.003.
- ^ Fthenakis, VM (2012). 「薄膜太陽光発電をテラワットレベルまで拡張するための持続可能性指標」MRS Bulletin . 37 (4): 425– 430. doi : 10.1557/mrs.2012.50 .
外部リンク
- ロシア科学アカデミー固体物理学研究所のウェブサイト上の CdTe ページ (html)
- 光学特性 レディング大学赤外線多層膜研究所
- CdTe: HPVB および HPVZM 技術で成長した単結晶。ウィンドウ、基板、電気光学変調器。赤外線透過率スペクトル。MSDS。
- 国家汚染物質目録 – カドミウムおよび化合物
- ISP optics.com の MSDS (ドキュメント)
- espimetals.com の MDSD (pdf)
- isp optics の Web サイトにある材料安全データシート (MS Word ドキュメント)