化鎘為棕黑色晶體粉末,化學式為CdTe。用于光譜分析,也用于制作太陽能電池,、外調制器等。
分子結構
Te=Cd
性質
棕黑色晶體粉末。不溶于水和酸。在硝酸中分解。
密度:6.20
熔點:1041℃
禁帶寬度:1.46 eV
簡介
化學式CdTe,分子量240.00,有一定肝腎毒性。熔點1041℃,溫度更高即分解,相對密度6.2015。不溶于水、酸,但能與硝酸作用而分解。潮濕時易被空氣氧化。制法:由碲、鎘單質混合熔化,在氫氣流中升華,或鎘的亞碲酸鹽或碲酸鹽在氫氣流中加熱還原,也可由碲化鈉與被食用醋酸酸化的乙酸鎘溶液作用,當從溶液中沉淀出時呈褐紅色,干燥后幾乎變成黑色,還可用碲化氫作用于鎘蒸氣,形成碲化鎘單晶而得。以高純碲和鎘為原料,脫氧后合成碲化鎘,再用垂直定向結晶法或垂直區熔法生長成單晶或多晶。
物化性質
碲化鎘作為一種重要的Ⅱ—Ⅵ族化合物半導體材料,晶體結構為閃鋅礦型。具有直接躍遷型能帶結構,晶格常數0.6481nm,禁帶寬度1.5eV(25℃),室溫電子遷移率1050Cm/(V s),室溫空穴遷移率80Cm(V s),電子有效質量0.096。
CdTe可以通過摻入不同雜質來獲取n型或p型半導體材料。當用In取代Cd的位置,便形成n型半導體。當用Cu、Ag、Au取代Cd的位置,形成p型半導體。對于CdTe單晶,10?cm的摻雜濃度是可以得到的,更高濃度的摻雜以及精確控制摻雜濃度比較困難,特別是p型摻雜,雜質在CdTe晶體中的溶解度極低。
CdTe具有很高的光吸收系數(>5×10/cm),僅僅2 μm厚度的CdTe薄膜,在標準AM1.5條件下光學吸收率超過90%,最高理論轉換效率高達28%。
Ⅱ-Ⅵ族化合物半導體材料是重要的半導體材料,至今難以制成大直徑體單晶,許多材料多作成外延薄膜。已獲重要應用的有碲化鎘、硫化鎘、硒化鋅、硫化鋅以及本族的固溶半導體材料碲鎘汞(Hg1-xCdxTe)等。
應用方向
碲化鎘太陽能電池,較單晶硅太陽能電池有制作方便,成本低廉和重量較輕等優點。碲化鎘薄膜太陽能電池簡稱CdTe電池,它是一種以p型CdTe和n型CdS的異質結為基礎的薄膜太陽能電池。一般標準的碲化鎘薄膜太陽能電池由五層結構組成:背電極、背接觸層、CdTe吸收層、CdTe窗口層、TCO層。
碲化鎘薄膜太陽能電池的生產成本大大低于晶體硅和其他材料的太陽能電池技術,其次它和太陽光譜很一致,可吸收95%以上的陽光。在廣泛深入的應用研究基礎上,國際上許多國家的CdTe電池已由實驗室研究階段開始走向規模工業化生產。
此外,碲化鎘半導體可用于光譜分析、紅外電光調制器、紅外探測器、紅外透鏡和窗口、磷光體、常溫γ射線探測器、接近可見光區的發光器件等。
物性數據
1. 性狀:黑色塊狀物,無氣味
2. 密度(g/mL,25℃):6.2
3. 相對蒸汽密度(g/mL,空氣=1):未確定
4. 熔點(oC):1041
5. 沸點(oC,常壓):未確定
6. 沸點(oC,0.05mmHg):未確定
7. 折射率(n20/D):未確定
8. 閃點(oC):未確定
9. 比旋光度(o):未確定
10. 自燃點或引燃溫度(oC):未確定
11. 蒸氣壓(mmHg,20oC):未確定
12. 飽和蒸氣壓(kPa,60oC):未確定
13. 燃燒熱(KJ/摩爾):未確定
14. 臨界溫度(oC):未確定
15. 臨界壓力(KPa):未確定
17. 爆炸上限(%,V/V):未確定
18. 爆炸下限(%,V/V):未確定
19. 溶解性:不溶于水,在硝酸中分解。
存儲方法
保持貯藏器密封、儲存在陰涼、干燥的地方,確保工作間有良好的通風或排氣裝置
合成方法
1.將碲與鎘按化學計量比混合,在高溫下直接化合而得。
2.將碲化氫氣體通入鎘鹽溶液中,使其產生沉淀。通過抽濾、洗滌、干燥,便可得到CdTe產品。
用途
光譜分析。CO2激光器的Q調制。也用于制作太陽能電池,紅外調制器,HgxCdl-xTe襯底,紅外窗場致發光器件,光電池,紅外探測,X射線探測,核放射性探測器,接近可見光區的發光器件等。
系統編號
CAS號:1306-25-8
MDL號:MFCD00015998
EINECS號:215-149-9
RTECS號:EV3330000
PubChem號:24855535
毒理學數據
1、急性毒性:大鼠引入腹膜LD50:2820mg/kg:發抖,體重下降 小鼠口徑LD50:>15gm/kg 小鼠引入腹膜LD50:2100mg/kg:發抖,體重下降
計算化學數據
1、氫鍵供體數量:0
2、氫鍵受體數量:0
3、可旋轉化學鍵數量:0
4、拓撲分子極性表面積(TPSA):0
5、重原子數量:2
6、表面電荷:0
7、復雜度:2
8、同位素原子數量:0
9、確定原子立構中心數量:0
10、不確定原子立構中心數量:0
11、確定化學鍵立構中心數量:0
12、不確定化學鍵立構中心數量:0
13、共價鍵單元數量:1
生態學數據
水危害級別3:對水是極其危害的,即使是少量產品滲入地下也會對飲用水造成危害,若無政府許可勿將產品排入周圍環境。對水中有機化合物有劇毒和危害
性質與穩定性
如果遵照規格使用和儲存則不會分解,未有已知危險反應,避免氧化物、、酸。不溶于水和酸,在硝酸中分解。長期置于潮濕空氣中會發生氧化作用。
參考資料 >