碲化鎘靶材：光伏產(chǎn)業(yè)的核心材料密碼

在太陽能電池領(lǐng)域，碲化鎘靶材憑借獨(dú)特的光電轉(zhuǎn)換性能成為薄膜技術(shù)的核心原料。
這種由碲和鎘元素組成的化合物靶材，通過磁控濺射工藝在玻璃基板上形成僅有幾微米厚的吸收層，卻能實(shí)現(xiàn)高達(dá)22%的實(shí)驗(yàn)室光電轉(zhuǎn)換效率。


碲化鎘薄膜的突出優(yōu)勢在于其寬光譜響應(yīng)特性。
材料1.45電子伏特的直接帶隙結(jié)構(gòu)與太陽光譜高度匹配，對弱光環(huán)境表現(xiàn)出極強(qiáng)的適應(yīng)性，陰雨天仍能保持穩(wěn)定發(fā)電。
相比晶硅電池，其溫度系數(shù)低至-0.21%/℃，高溫環(huán)境下功率損耗減少30%以上。


制造工藝的特殊性賦予碲化鎘靶材顯著的成本優(yōu)勢。
采用閉空間升華法生產(chǎn)時，材料利用率可達(dá)95%，單位功率的鎘耗用量僅為0.01克/瓦。
模塊化生產(chǎn)線能在45分鐘內(nèi)完成從玻璃基板到成品的全流程，能耗較晶硅工藝降低60%。


但材料特性也帶來雙重挑戰(zhàn)。
鎘元素的毒性要求生產(chǎn)端必須配置氣相沉積回收系統(tǒng)，這使工廠初始投資增加15%。
靶材燒結(jié)過程中易產(chǎn)生碲空位缺陷，需通過氯化鎘退火工藝補(bǔ)償，該工序控制精度直接影響組件壽命。


當(dāng)前技術(shù)突破聚焦于疊層結(jié)構(gòu)開發(fā)。
將碲化鎘與鈣鈦礦結(jié)合的新型靶材，理論效率極限可突破40%。
實(shí)驗(yàn)室已實(shí)現(xiàn)亞微米級超薄靶材制備，單瓦材料成本有望降至0.1美元。
隨著量子點(diǎn)摻雜技術(shù)的成熟，未來五年內(nèi)產(chǎn)業(yè)化的超柔性組件或?qū)⒏淖兘ㄖ夥惑w化格局。