कैडमियम टेल्यूराइड: Difference between revisions
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[[कैडमियम]] टेल्यूराइड ( | [[कैडमियम]] टेल्यूराइड (CdTe) कैडमियम और [[टेल्यूरियम]] से निर्मित एक स्थिर [[क्रिस्टल]]ीय [[रासायनिक यौगिक]] है। यह मुख्य रूप से [[कैडमियम टेल्यूराइड फोटोवोल्टिक्स]] और [[ अवरक्त |अवरक्त]] [[ऑप्टिकल विंडो]] में [[अर्धचालक सामग्री]] के रूप में उपयोग किया जाता है। पी-एन जंक्शन सौर PV सेल बनाने के लिए इसे सामान्यतः [[कैडमियम सल्फाइड]] के साथ सैंडविच किया जाता है। | ||
== अनुप्रयोग == | == अनुप्रयोग == | ||
{{See also| | {{See also|कैडमियम टेल्यूराइड फोटोवोल्टिक्स}} | ||
कैडमियम टेल्यूराइड का उपयोग पतली फिल्म सौर कोशिकाओं को बनाने के लिए किया जाता है, जो 2011 में स्थापित सभी सौर कोशिकाओं का लगभग 8% हिस्सा है।<ref name="Fraunhofer Institute">{{cite web|url=http://www.ise.fraunhofer.de/de/downloads/pdf-files/aktuelles/photovoltaics-report.pdf|title=फोटोवोल्टिक रिपोर्ट|url-status=dead|archive-url=https://web.archive.org/web/20121105154721/http://www.ise.fraunhofer.de/de/downloads/pdf-files/aktuelles/photovoltaics-report.pdf|archive-date=2012-11-05}}</ref> वे सौर सेल के सबसे न्यूनतम लागत वाले प्रकारों में से एक हैं,<ref>{{Cite book | doi=10.1002/9783527633708.ch1| chapter=Introduction| title=चाकोजेनाइड फोटोवोल्टिक्स| pages=1–8| year=2011| isbn=9783527633708}}</ref> यद्यपि कुल स्थापित लागत की सापेक्ष स्थापना के आकार और कई अन्य कारकों पर निर्भर करती है, और साल-दर-साल तीव्रता से परिवर्तित हुई है। 2011 में, कैडमियम टेल्यूराइड सौर कोशिकाओं के लगभग 2 GWp का उत्पादन किया गया था|<ref name="Fraunhofer Institute">{{cite web|url=http://www.ise.fraunhofer.de/de/downloads/pdf-files/aktuelles/photovoltaics-report.pdf|title=फोटोवोल्टिक रिपोर्ट|url-status=dead|archive-url=https://web.archive.org/web/20121105154721/http://www.ise.fraunhofer.de/de/downloads/pdf-files/aktuelles/photovoltaics-report.pdf|archive-date=2012-11-05}}</ref> अधिक विवरण और चर्चा के लिए कैडमियम टेल्यूराइड फोटोवोल्टाइक्स को देखें। | |||
कैडमियम टेल्यूराइडको पारे के साथ मिला कर बहुमुखी [[इन्फ्रारेड डिटेक्टर]] सामग्री (HgCdTe) बनाया जा सकता है। [[ जस्ता | जस्ता]] की थोड़ी मात्रा के साथ मिश्रित कैडमियम टेल्यूराइड एक उत्कृष्ट ठोस अवस्था [[एक्स-रे]] और गामा रे डिटेक्टर [[कैडमियम जिंक टेल्यूराइड|(CdZnTe)]] बनाता है। | |||
कैडमियम टेल्यूराइड का उपयोग ऑप्टिकल विंडो और [[ लेंस (प्रकाशिकी) | लेंस]] के लिए एक इन्फ्रारेड ऑप्टिकल सामग्री के रूप में किया जाता है और यह तापमान की एक विस्तृत श्रृंखला में अच्छा प्रदर्शन प्रदान करने के लिए सिद्ध किया जाता हैं।<ref name="University of Reading">{{cite web|url=http://www.reading.ac.uk/infrared/library/infraredmaterials|title=Cadmium Telluride}}</ref> आईआर के उपयोग के लिए कैडमियम टेल्यूराइड का प्रारंभिक रूप इरट्रान -6 के ट्रेडमार्क नाम के तहत विपणन किया गया था, परंतु यह अप्रचलित है। | |||
कैडमियम टेल्यूराइड का उपयोग [[ इलेक्ट्रो-ऑप्टिक न्यूनाधिक | इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर]] के लिए भी किया जाता है। इसमें II-VI यौगिक क्रिस्टल (r41=r52=r63=6.8×10−12 m/V) के मध्य रैखिक [[इलेक्ट्रो-ऑप्टिक प्रभाव]] का सबसे बड़ा इलेक्ट्रो-ऑप्टिक गुणांक है। | |||
कैडमियम टेल्यूराइड [[क्लोरीन]] के साथ डोप किया गया हैं तथा एक्स-रे, गामा किरणों, [[बीटा कण]]ों और [[अल्फा कण]]ों के लिए विकिरण डिटेक्टर के रूप में प्रयोग किया जाता है। कैडमियम टेल्यूराइड परमाणु स्पेक्ट्रोस्कोपी में विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए कॉम्पैक्ट डिटेक्टरों के निर्माण की अनुमति देकर कमरे के तापमान पर कार्य कर सकता है।<ref>{{cite book|title= नैरो-गैप कैडमियम-आधारित यौगिकों के गुण| author = P. Capper | publisher = INSPEC, IEE| location= London, UK| year = 1994| isbn=978-0-85296-880-2}}</ref> उच्च प्रदर्शन गामा- और एक्स-रे डिटेक्टरों की प्राप्ति के लिए कैडमियम टेल्यूराइडको बेहतर बनाने वाले गुण उच्च परमाणु संख्या, बड़े बैंडगैप और उच्च इलेक्ट्रॉन गतिशीलता ~ 1100 सेमी<sup>2</sup>/V·s, हैं जिसके परिणामस्वरूप उच्च आंतरिक μτ (गतिशीलता-जीवनकाल) उत्पाद होता है और इसलिए उच्च स्तर का आवेश संग्रह और उत्कृष्ट वर्णक्रमीय विभेदन होता है।<ref>{{cite journal|title=Characterization of M-π-n CdTe pixel detectors coupled to HEXITEC readout chip|journal=Journal of Instrumentation |volume=7 |issue=1 |pages=C01035 | doi=10.1088/1748-0221/7/01/C01035|year=2012 |last1=Veale |first1=M. C. |last2=Kalliopuska |first2=J. |last3=Pohjonen |first3=H. |last4=Andersson |first4=H. |last5=Nenonen |first5=S. |last6=Seller |first6=P. |last7=Wilson |first7=M. D. |bibcode=2012JInst...7C1035V |doi-access=free }}</ref> छिद्रों के खराब आवेश परिवहन गुणों के कारण, ~100 सेमी<sup>2</sup>/V·s, सिंगल-कैरियर-सेंसिंग डिटेक्टर जियोमेट्रीज़ का उपयोग उच्च रिज़ॉल्यूशन स्पेक्ट्रोस्कोपी का उत्पादन करने के लिए किया जाता है; इनमें समतलीय ग्रिड, फ्रिस्क-कॉलर डिटेक्टर और [[हेक्सिटेक]] डिटेक्टर को सम्मिलित करता हैं। | |||
== भौतिक गुण == | == भौतिक गुण == | ||
*[[थर्मल विस्तार गुणांक]]: 5.9×10<sup>-6/K 293 K पर<ref>{{cite web |url=http://www.semiconductors.co.uk/propiivi5410.htm |first=D W |last=Palmer |title=II-VI यौगिक अर्धचालकों के गुण|publisher=Semiconductors-Information |date=March 2008}}</ref> | *[[थर्मल विस्तार गुणांक]]: 5.9×10<sup>-6''/K 293 K पर''<sup><sup><ref>{{cite web |url=http://www.semiconductors.co.uk/propiivi5410.htm |first=D W |last=Palmer |title=II-VI यौगिक अर्धचालकों के गुण|publisher=Semiconductors-Information |date=March 2008}}</ref> | ||
* यंग मापांक: 52 जीपीए | * यंग मापांक: 52 जीपीए | ||
*प्वाइसन अनुपात: 0.41 | *प्वाइसन अनुपात: 0.41 | ||
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=== ऑप्टिकल और इलेक्ट्रॉनिक गुण === | === ऑप्टिकल और इलेक्ट्रॉनिक गुण === | ||
[[Image:CdTe PlasmaChem spectra.PNG|thumb|350px|left|विभिन्न आकारों के कोलाइडल | [[Image:CdTe PlasmaChem spectra.PNG|thumb|350px|left|विभिन्न आकारों के कोलाइडल कैडमियम टेल्यूराइडक्वांटम डॉट्स का प्रतिदीप्ति स्पेक्ट्रा, बाएं से दाएं लगभग 2 से 20 एनएम तक बढ़ रहा है। प्रतिदीप्ति की नीली पारी संभावित कुएं के कारण होती है।]]बल्क कैडमियम टेल्यूराइडइन्फ्रारेड में पारदर्शि ऑप्टिक्स है, इसकी बैंड गैप उर्जा 300 K पर 1.5 eV के करीब से,<ref>{{cite journal |journal=J. Phys. Chem. Solids |authors=G. Fonthal |title=क्रिस्टलीय सीडीटीई के बैंड अंतराल ऊर्जा की तापमान निर्भरता|doi=10.1016/s0022-3697(99)00254-1|volume=61 |issue=4 |pages=579–583 |year=2000|display-authors=etal|bibcode=2000JPCS...61..579F }}</ref> जो लगभग 830 एनएम के इन्फ्रारेड [[तरंग दैर्ध्य]] से मेल खाता है) 20 µm से अधिक तरंग दैर्ध्य के बाहर; तदनुसार, कैडमियम टेल्यूराइड790 एनएम पर प्रतिदीप्ति है। क्योंकी कैडमियम टेल्यूराइडक्रिस्टल का आकार कुछ नैनोमीटर या उससे न्यूनतम से न्यूनतम हो जाता है, इस प्रकार उन्हें कैडमियम टेल्यूराइड[[क्वांटम डॉट]]्स बनाते हैं, प्रतिदीप्ति शिखर दृश्य सीमा के माध्यम से पराबैंगनी में स्थानांतरित हो जाता है। | ||
== रासायनिक गुण == | == रासायनिक गुण == | ||
कैडमियम टेल्यूराइडपानी में [[अघुलनशील]] है।<ref name=foot11>Solubility is below 0.1mg/L which equals a classification as insoluble- reference, "ECHA Substance Registration"[http://apps.echa.europa.eu/registered/data/dossiers/DISS-dffb4072-e283-47ae-e044-00144f67d031/DISS-dffb4072-e283-47ae-e044-00144f67d031_DISS-dffb4072-e283-47ae-e044-00144f67d031.html] {{Webarchive|url=https://archive.today/20131213155005/http://apps.echa.europa.eu/registered/data/dossiers/DISS-dffb4072-e283-47ae-e044-00144f67d031/DISS-dffb4072-e283-47ae-e044-00144f67d031_DISS-dffb4072-e283-47ae-e044-00144f67d031.html |date=2013-12-13 }}</ref> कैडमियम टेल्यूराइडका उच्च गलनांक 1041 °C है और वाष्पीकरण 1050 °C से प्रारंभ होता है।<ref name="ECHA Substance Registration">{{cite web|title=कैडमियम टेलुराइड|url=http://apps.echa.europa.eu/registered/data/dossiers/DISS-dffb4072-e283-47ae-e044-00144f67d031/DISS-dffb4072-e283-47ae-e044-00144f67d031_DISS-dffb4072-e283-47ae-e044-00144f67d031.html|access-date=2013-12-13|archive-url=https://archive.today/20131213155005/http://apps.echa.europa.eu/registered/data/dossiers/DISS-dffb4072-e283-47ae-e044-00144f67d031/DISS-dffb4072-e283-47ae-e044-00144f67d031_DISS-dffb4072-e283-47ae-e044-00144f67d031.html|archive-date=2013-12-13|url-status=dead}}</ref> कैडमियम टेल्यूराइडमें परिवेश के तापमान पर शून्य का वाष्प दबाव होता है। कैडमियम टेल्यूराइडअपने उच्च गलनांक और अघुलनशीलता के कारण अपने मूल यौगिकों कैडमियम और टेल्यूरियम और अधिकांश अन्य Cd यौगिकों की सापेक्ष में अधिक स्थिर है।<ref>{{cite web |url=ftp://ftp.co.imperial.ca.us/icpds/eir/campo-verde-solar/final/evaluating-toxicity.pdf |title=सीडीटीई फोटोवोल्टिक के लिए सीडीटीई विषाक्तता पर रीड-क्रॉस दृष्टिकोण का मूल्यांकन|author=S. Kaczmar |year=2011 }}{{Dead link|date=July 2020 |bot=InternetArchiveBot |fix-attempted=yes }}</ref> | |||
कैडमियम टेल्यूराइड व्यावसायिक रूप से पाउडर या क्रिस्टल के रूप में उपलब्ध है। इसे नैनोक्रिस्टल में बनाया जा सकता है। | कैडमियम टेल्यूराइड व्यावसायिक रूप से पाउडर या क्रिस्टल के रूप में उपलब्ध है। इसे नैनोक्रिस्टल में बनाया जा सकता है। | ||
== विष विज्ञान मूल्यांकन == | == विष विज्ञान मूल्यांकन == | ||
यौगिक | यौगिक कैडमियम टेल्यूराइडमें भिन्न-भिन्न लिए गए दो तत्वों, कैडमियम और टेल्यूरियम की सापेक्ष में भिन्न गुण हैं। कैडमियम टेल्यूराइड में न्यूनतम तीव्र साँस लेना, मौखिक और जलीय विषाक्तता है, और एम्स उत्परिवर्तन परीक्षण में नकारात्मक है। [[ यूरोपीय रसायन एजेंसी ]] (ईसीएचए) को इन परिणामों की अधिसूचना के आधार पर, कैडमियम टेल्यूराइडको अब हानिकारक के रूप में वर्गीकृत नहीं किया गया है, न ही त्वचा के संपर्क में हानिकारक है, और जलीय जीवन के लिए विषाक्तता का वर्गीकरण न्यूनतम कर दिया गया है।<ref>{{cite web |url= http://www.csp.fraunhofer.de/presse-und-veranstaltungen/details/id/47/ |title= Scientific Comment of Fraunhofer to Life Cycle Assessement{{sic|nolink=yes}} of CdTe Photovoltaics |publisher= Fraunhofer Center for Silicon Photovoltaics CSP |url-status= dead |archive-url= https://web.archive.org/web/20131213174834/http://www.csp.fraunhofer.de/presse-und-veranstaltungen/details/id/47/ |archive-date= 2013-12-13 }}</ref> एक बार ठीक से और सुरक्षित रूप से कैप्चर और एनकैप्सुलेट करने के उपरांत, निर्माण प्रक्रियाओं में उपयोग किए जाने वाले कैडमियम टेल्यूराइड को हानिरहित बनाया जा सकता है। वर्तमान कैडमियम टेल्यूराइड मॉड्यूल यू.एस. ईपीए की विषाक्तता विशेषता लीचिंग प्रक्रिया (टीसीएलपी) परीक्षण पास करते हैं, जिसे लैंडफिल में निपटाए गए उत्पादों की दीर्घकालिक लीचिंग की क्षमता का आकलन करने के लिए प्रारूप तेयार किया गया है।<ref>{{cite web|url=http://www.nrel.gov/docs/fy03osti/33561.pdf |title=CdTe PV: Real and Perceived EHS Risks |authors=V. Fthenakis and K. Zweibel |publisher= National Renewable Energy Laboratory |year=2003}}</ref> | ||
यूएस नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ हेल्थ द्वारा होस्ट किया गया एक दस्तावेज़<ref name=r1>{{cite journal |url=https://ntp.niehs.nih.gov/ntp/htdocs/chem_background/exsumpdf/cdte_508.pdf |title=राष्ट्रीय विष विज्ञान कार्यक्रम के लिए कैडमियम टेल्यूराइड का नामांकन|publisher=United States Department of Health and Human Services |date=2003-04-11}}</ref> दिनांक 2003 से पता चलता है कि | |||
यूएस नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ हेल्थ द्वारा होस्ट किया गया एक दस्तावेज़<ref name="r1">{{cite journal |url=https://ntp.niehs.nih.gov/ntp/htdocs/chem_background/exsumpdf/cdte_508.pdf |title=राष्ट्रीय विष विज्ञान कार्यक्रम के लिए कैडमियम टेल्यूराइड का नामांकन|publisher=United States Department of Health and Human Services |date=2003-04-11}}</ref> दिनांक 2003 से पता चलता है कि [[ब्रुकहैवन राष्ट्रीय प्रयोगशाला]] (बीएनएल) और अमेरिकी ऊर्जा विभाग (डीओई) राष्ट्रीय विष विज्ञान कार्यक्रम (एनटीपी) में सम्मिलित करने के लिए कैडमियम टेलुराइड को नामांकित कर रहे हैं। यह नामांकन राष्ट्रीय नवीकरणीय ऊर्जा प्रयोगशाला (एनआरईएल) और पहला सोर इंक द्वारा दृढ़ता से समर्थित है। सामग्री में फोटोवोल्टिक ऊर्जा उत्पादन में व्यापक अनुप्रयोगों की क्षमता है जिसमें व्यापक मानव इंटरफेस सम्मिलित होंगे। इसलिए, हम मानते हैं कि कैडमियम टेल्यूराइडके दीर्घकालिक जोखिम के प्रभावों का एक निश्चित विषाक्त अध्ययन की एक आवश्यकता है। | |||
[[ब्रुकहैवन राष्ट्रीय प्रयोगशाला]] (बीएनएल) और अमेरिकी ऊर्जा विभाग (डीओई) | |||
राष्ट्रीय विष विज्ञान कार्यक्रम ( | अमेरिकी ऊर्जा विभाग के ब्रुकहेवन नेशनल लेबोरेटरी के शोधकर्ताओं ने पाया है कि कैडमियम टेल्यूराइड Pv मॉड्यूल का बड़े पैमाने पर उपयोग स्वास्थ्य और पर्यावरण और पुन:चक्रण के लिए कोई जोखिम प्रस्तुत नहीं करता है।उनके उपयोगी जीवन के अंत में मॉड्यूल किसी भी पर्यावरणीय चिंताओं को पूरी तरह से हल करते हैं।अपने संचालन के दौरान, ये मॉड्यूल कोई प्रदूषक उत्पन्न नहीं करते हैं,और, इसके अतिरिक्त, जीवाश्म ईंधन को विस्थापित करके, वे महान पर्यावरणीय लाभ प्रदान करते हैं।कैडमियम टेल्यूराइड PV मॉड्यूल जो कच्चे माल के रूप में कैडमियम का उपयोग करते हैं, '''Cd''' के अन्य सभी विद्यमान उपयोगों की सापेक्ष में कच्छा माल अधिक पर्यावरण के अनुकूल प्रतीत होते हैं।<ref>{{cite journal|last=Fthenakis|first=V. M.|title=सीडीटीई पीवी उत्पादन में कैडमियम का जीवन चक्र प्रभाव विश्लेषण|journal=Renewable & Sustainable Energy Reviews|year=2004|volume=8|issue=4|pages=303–334|doi=10.1016/j.rser.2003.12.001|url=https://zenodo.org/record/1259335}}<!-https://zenodo.org/record/1259335--></ref> कैडमियम टेल्यूराइडPV निकट भविष्य में कैडमियम की संभावित अधिक आपूर्ति के लिए एक स्थायी उद्देश्य प्रदान करता है।<ref>{{cite web |url=http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/matsuno/files/FS%20Review%20Report%20English.pdf |title=सीडीटीई फोटोवोल्टिक (पीवी) प्रणालियों के पर्यावरण और स्वास्थ्य सुरक्षा (ईएचएस) पहलुओं पर उनके पूरे जीवन चक्र पर वैज्ञानिक समीक्षा|authors=Dr. Y. Matsuno and Dr. Hiroki Hondo |year=2012 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20131213181006/http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/matsuno/files/FS%20Review%20Report%20English.pdf |archive-date=2013-12-13 }}</ref> कैडमियम [[जस्ता शोधन]] के अपशिष्ट उपोत्पाद के रूप में उत्पन्न होता है और स्टील उत्पादों की मांग के कारण PV में इसके उपयोग की परवाह किए बिना पर्याप्त मात्रा में उत्पन्न होता है।'''<ref>{{cite web|url=http://www.nrel.gov/docs/fy03osti/33561.pdf|title=CdTe PV: Real and Perceived EHS Risks|authors=V. Fthenakis and K. Zweibel |publisher= National Renewable Energy Laboratory|year=2003}}</ref>''' | ||
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रीच पंजीकरण में कंपनियों द्वारा यूरोपीय रसायन एजेंसी (ECHA) को प्रदान किए गए वर्गीकरण के अनुसार, यह अभी भी लंबे समय तक चलने वाले प्रभावों के साथ जलीय जीवन के लिए हानिकारक भी है। | |||
इसके अतिरिक्त, कंपनियों द्वारा ईसीएचए अधिसूचनाओं के लिए प्रदान किया गया वर्गीकरण इसे लंबे समय तक चलने वाले प्रभावों के साथ जलीय जीवन के लिए बहुत जहरीला, जलीय जीवन के लिए बहुत जहरीला, सांस लेने या ग्रासित हानिकारक और त्वचा के संपर्क में हानिकारक के रूप में वर्गीकृत करता है।<ref>{{cite web|url=https://echa.europa.eu/brief-profile/-/briefprofile/100.013.773|title=कैडमियम टेल्यूराइड - संक्षिप्त प्रोफ़ाइल - ईसीएचए|publisher= European Chemicals Agency|year=2020}}</ref> | |||
== उपलब्धता == | == उपलब्धता == | ||
वर्तमान समय में, कच्चे माल कैडमियम और टेल्यूरियम की कीमतें | वर्तमान समय में, कच्चे माल कैडमियम और टेल्यूरियम की कीमतें कैडमियम टेल्यूराइडसौर कोशिकाओं और अन्य कैडमियम टेल्यूराइडउपकरणों की लागत का एक नगण्य अनुपात हैं। यद्यपि, टेल्यूरियम एक अपेक्षाकृत दुर्लभ तत्व है। बेहतर सामग्री दक्षता और बढ़ी हुई Pv पुन:चक्रण प्रणालियों के माध्यम से, कैडमियम टेल्यूराइड PV उद्योग में 2038 तक पुन नर्वीनीकरण अंत-जीवन मॉड्यूल से टेल्यूरियम पर पूरी तरह विश्वास करने की क्षमता है।<ref>{{cite journal|authors=M. Marwede and A. Reller|date=2012 |title=भविष्य में कैडमियम टेल्यूराइड फोटोवोल्टिक कचरे से टेल्यूरियम का पुनर्चक्रण प्रवाह|volume=69 |pages=35–49|journal=Resources, Conservation and Recycling|doi=10.1016/j.resconrec.2012.09.003|url=https://depositonce.tu-berlin.de/bitstream/11303/7375/3/2012_marwede_et-al.pdf}}</ref> अधिक जानकारी के लिए कैडमियम टेल्यूराइड फोटोवोल्टिक्स दर्शाया गया है। एक अन्य अध्ययन से पता चलता है कि कैडमियम टेल्यूराइडPV पुन:चक्रण टी के एक महत्वपूर्ण माध्यमिक संसाधन को जोड़ देगा, जो बेहतर सामग्री उपयोग के साथ मिलकर 2050 तक लगभग 2 TW की संचयी क्षमता और सदी के अंत तक 10 TW की संचयी क्षमता को सक्षम किया जायेगा।<ref>{{cite journal | last1 = Fthenakis | first1 = V.M. | year = 2012 | title = थिन-फिल्म फोटोवोल्टिक्स को टेरावाट स्तरों तक विस्तारित करने के लिए स्थिरता मेट्रिक्स| journal = MRS Bulletin | volume = 37 | issue = 4| pages = 425–430 | doi = 10.1557/mrs.2012.50 | doi-access = free }}</ref> | ||
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== बाहरी संबंध == | == बाहरी संबंध == | ||
*[https://web.archive.org/web/20070125125715/http://www.sttic.com.ru/lpcbc/DANDP/cdte_adv.html | *[https://web.archive.org/web/20070125125715/http://www.sttic.com.ru/lpcbc/DANDP/cdte_adv.html कैडमियम टेल्यूराइडpage on the web-site of the Institute of Solid State Physics of the Russian Academy of Sciences (html)] | ||
*[http://www.reading.ac.uk/infrared/library/infraredmaterials/ir-infraredmaterials-cdte.asp Optical properties] University of Reading, Infrared Multilayer Laboratory | *[http://www.reading.ac.uk/infrared/library/infraredmaterials/ir-infraredmaterials-cdte.asp Optical properties] University of Reading, Infrared Multilayer Laboratory | ||
*[https://web.archive.org/web/20070125125715/http://www.sttic.com.ru/lpcbc/DANDP/cdte_adv.html CdTe: single crystals, grown by HPVB and HPVZM techniques; windows, substrates, electrooptical modulators. Infrared transmittance spectrum. MSDS.] | *[https://web.archive.org/web/20070125125715/http://www.sttic.com.ru/lpcbc/DANDP/cdte_adv.html CdTe: single crystals, grown by HPVB and HPVZM techniques; windows, substrates, electrooptical modulators. Infrared transmittance spectrum. MSDS.] | ||
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Latest revision as of 10:05, 24 April 2023
| Names | |
|---|---|
| Other names
इरट्रान-6
| |
| Identifiers | |
3D model (JSmol)
|
|
| ChemSpider | |
| EC Number |
|
PubChem CID
|
|
| RTECS number |
|
| UNII | |
| |
| |
| Properties | |
| CdTe | |
| Molar mass | 240.01 g/mol |
| Density | 5.85 g·cm−3[1] |
| Melting point | 1,041 °C (1,906 °F; 1,314 K)[2] |
| Boiling point | 1,050 °C (1,920 °F; 1,320 K) |
| insoluble | |
| Solubility in other solvents | insoluble |
| Band gap | 1.5 eV (@300 K, direct) |
| Thermal conductivity | 6.2 W·m/m2·K at 293 K |
Refractive index (nD)
|
2.67 (@10 µm) |
| Structure | |
| Zinc blende | |
| F43m | |
a = 0.648 nm
| |
| Thermochemistry | |
Heat capacity (C)
|
210 J/kg·K at 293 K |
| Hazards | |
| GHS labelling: | |
| Warning | |
| 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 (US health exposure limits): | |
PEL (Permissible)
|
[1910.1027] TWA 0.005 mg/m3 (as Cd)[3] |
REL (Recommended)
|
Ca[3] |
IDLH (Immediate danger)
|
Ca [9 mg/m3 (as Cd)][3] |
| Related compounds | |
Other anions
|
Cadmium oxide Cadmium sulfide Cadmium selenide |
Other cations
|
Zinc telluride Mercury telluride |
Except where otherwise noted, data are given for materials in their standard state (at 25 °C [77 °F], 100 kPa).
| |
कैडमियम टेल्यूराइड (CdTe) कैडमियम और टेल्यूरियम से निर्मित एक स्थिर क्रिस्टलीय रासायनिक यौगिक है। यह मुख्य रूप से कैडमियम टेल्यूराइड फोटोवोल्टिक्स और अवरक्त ऑप्टिकल विंडो में अर्धचालक सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है। पी-एन जंक्शन सौर PV सेल बनाने के लिए इसे सामान्यतः कैडमियम सल्फाइड के साथ सैंडविच किया जाता है।
अनुप्रयोग
कैडमियम टेल्यूराइड का उपयोग पतली फिल्म सौर कोशिकाओं को बनाने के लिए किया जाता है, जो 2011 में स्थापित सभी सौर कोशिकाओं का लगभग 8% हिस्सा है।[4] वे सौर सेल के सबसे न्यूनतम लागत वाले प्रकारों में से एक हैं,[5] यद्यपि कुल स्थापित लागत की सापेक्ष स्थापना के आकार और कई अन्य कारकों पर निर्भर करती है, और साल-दर-साल तीव्रता से परिवर्तित हुई है। 2011 में, कैडमियम टेल्यूराइड सौर कोशिकाओं के लगभग 2 GWp का उत्पादन किया गया था|[4] अधिक विवरण और चर्चा के लिए कैडमियम टेल्यूराइड फोटोवोल्टाइक्स को देखें।
कैडमियम टेल्यूराइडको पारे के साथ मिला कर बहुमुखी इन्फ्रारेड डिटेक्टर सामग्री (HgCdTe) बनाया जा सकता है। जस्ता की थोड़ी मात्रा के साथ मिश्रित कैडमियम टेल्यूराइड एक उत्कृष्ट ठोस अवस्था एक्स-रे और गामा रे डिटेक्टर (CdZnTe) बनाता है।
कैडमियम टेल्यूराइड का उपयोग ऑप्टिकल विंडो और लेंस के लिए एक इन्फ्रारेड ऑप्टिकल सामग्री के रूप में किया जाता है और यह तापमान की एक विस्तृत श्रृंखला में अच्छा प्रदर्शन प्रदान करने के लिए सिद्ध किया जाता हैं।[6] आईआर के उपयोग के लिए कैडमियम टेल्यूराइड का प्रारंभिक रूप इरट्रान -6 के ट्रेडमार्क नाम के तहत विपणन किया गया था, परंतु यह अप्रचलित है।
कैडमियम टेल्यूराइड का उपयोग इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर के लिए भी किया जाता है। इसमें II-VI यौगिक क्रिस्टल (r41=r52=r63=6.8×10−12 m/V) के मध्य रैखिक इलेक्ट्रो-ऑप्टिक प्रभाव का सबसे बड़ा इलेक्ट्रो-ऑप्टिक गुणांक है।
कैडमियम टेल्यूराइड क्लोरीन के साथ डोप किया गया हैं तथा एक्स-रे, गामा किरणों, बीटा कणों और अल्फा कणों के लिए विकिरण डिटेक्टर के रूप में प्रयोग किया जाता है। कैडमियम टेल्यूराइड परमाणु स्पेक्ट्रोस्कोपी में विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए कॉम्पैक्ट डिटेक्टरों के निर्माण की अनुमति देकर कमरे के तापमान पर कार्य कर सकता है।[7] उच्च प्रदर्शन गामा- और एक्स-रे डिटेक्टरों की प्राप्ति के लिए कैडमियम टेल्यूराइडको बेहतर बनाने वाले गुण उच्च परमाणु संख्या, बड़े बैंडगैप और उच्च इलेक्ट्रॉन गतिशीलता ~ 1100 सेमी2/V·s, हैं जिसके परिणामस्वरूप उच्च आंतरिक μτ (गतिशीलता-जीवनकाल) उत्पाद होता है और इसलिए उच्च स्तर का आवेश संग्रह और उत्कृष्ट वर्णक्रमीय विभेदन होता है।[8] छिद्रों के खराब आवेश परिवहन गुणों के कारण, ~100 सेमी2/V·s, सिंगल-कैरियर-सेंसिंग डिटेक्टर जियोमेट्रीज़ का उपयोग उच्च रिज़ॉल्यूशन स्पेक्ट्रोस्कोपी का उत्पादन करने के लिए किया जाता है; इनमें समतलीय ग्रिड, फ्रिस्क-कॉलर डिटेक्टर और हेक्सिटेक डिटेक्टर को सम्मिलित करता हैं।
भौतिक गुण
- थर्मल विस्तार गुणांक: 5.9×10-6/K 293 K पर[9]
- यंग मापांक: 52 जीपीए
- प्वाइसन अनुपात: 0.41
ऑप्टिकल और इलेक्ट्रॉनिक गुण
बल्क कैडमियम टेल्यूराइडइन्फ्रारेड में पारदर्शि ऑप्टिक्स है, इसकी बैंड गैप उर्जा 300 K पर 1.5 eV के करीब से,[10] जो लगभग 830 एनएम के इन्फ्रारेड तरंग दैर्ध्य से मेल खाता है) 20 µm से अधिक तरंग दैर्ध्य के बाहर; तदनुसार, कैडमियम टेल्यूराइड790 एनएम पर प्रतिदीप्ति है। क्योंकी कैडमियम टेल्यूराइडक्रिस्टल का आकार कुछ नैनोमीटर या उससे न्यूनतम से न्यूनतम हो जाता है, इस प्रकार उन्हें कैडमियम टेल्यूराइडक्वांटम डॉट्स बनाते हैं, प्रतिदीप्ति शिखर दृश्य सीमा के माध्यम से पराबैंगनी में स्थानांतरित हो जाता है।
रासायनिक गुण
कैडमियम टेल्यूराइडपानी में अघुलनशील है।[11] कैडमियम टेल्यूराइडका उच्च गलनांक 1041 °C है और वाष्पीकरण 1050 °C से प्रारंभ होता है।[12] कैडमियम टेल्यूराइडमें परिवेश के तापमान पर शून्य का वाष्प दबाव होता है। कैडमियम टेल्यूराइडअपने उच्च गलनांक और अघुलनशीलता के कारण अपने मूल यौगिकों कैडमियम और टेल्यूरियम और अधिकांश अन्य Cd यौगिकों की सापेक्ष में अधिक स्थिर है।[13]
कैडमियम टेल्यूराइड व्यावसायिक रूप से पाउडर या क्रिस्टल के रूप में उपलब्ध है। इसे नैनोक्रिस्टल में बनाया जा सकता है।
विष विज्ञान मूल्यांकन
यौगिक कैडमियम टेल्यूराइडमें भिन्न-भिन्न लिए गए दो तत्वों, कैडमियम और टेल्यूरियम की सापेक्ष में भिन्न गुण हैं। कैडमियम टेल्यूराइड में न्यूनतम तीव्र साँस लेना, मौखिक और जलीय विषाक्तता है, और एम्स उत्परिवर्तन परीक्षण में नकारात्मक है। यूरोपीय रसायन एजेंसी (ईसीएचए) को इन परिणामों की अधिसूचना के आधार पर, कैडमियम टेल्यूराइडको अब हानिकारक के रूप में वर्गीकृत नहीं किया गया है, न ही त्वचा के संपर्क में हानिकारक है, और जलीय जीवन के लिए विषाक्तता का वर्गीकरण न्यूनतम कर दिया गया है।[14] एक बार ठीक से और सुरक्षित रूप से कैप्चर और एनकैप्सुलेट करने के उपरांत, निर्माण प्रक्रियाओं में उपयोग किए जाने वाले कैडमियम टेल्यूराइड को हानिरहित बनाया जा सकता है। वर्तमान कैडमियम टेल्यूराइड मॉड्यूल यू.एस. ईपीए की विषाक्तता विशेषता लीचिंग प्रक्रिया (टीसीएलपी) परीक्षण पास करते हैं, जिसे लैंडफिल में निपटाए गए उत्पादों की दीर्घकालिक लीचिंग की क्षमता का आकलन करने के लिए प्रारूप तेयार किया गया है।[15]
यूएस नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ हेल्थ द्वारा होस्ट किया गया एक दस्तावेज़[16] दिनांक 2003 से पता चलता है कि ब्रुकहैवन राष्ट्रीय प्रयोगशाला (बीएनएल) और अमेरिकी ऊर्जा विभाग (डीओई) राष्ट्रीय विष विज्ञान कार्यक्रम (एनटीपी) में सम्मिलित करने के लिए कैडमियम टेलुराइड को नामांकित कर रहे हैं। यह नामांकन राष्ट्रीय नवीकरणीय ऊर्जा प्रयोगशाला (एनआरईएल) और पहला सोर इंक द्वारा दृढ़ता से समर्थित है। सामग्री में फोटोवोल्टिक ऊर्जा उत्पादन में व्यापक अनुप्रयोगों की क्षमता है जिसमें व्यापक मानव इंटरफेस सम्मिलित होंगे। इसलिए, हम मानते हैं कि कैडमियम टेल्यूराइडके दीर्घकालिक जोखिम के प्रभावों का एक निश्चित विषाक्त अध्ययन की एक आवश्यकता है।
अमेरिकी ऊर्जा विभाग के ब्रुकहेवन नेशनल लेबोरेटरी के शोधकर्ताओं ने पाया है कि कैडमियम टेल्यूराइड Pv मॉड्यूल का बड़े पैमाने पर उपयोग स्वास्थ्य और पर्यावरण और पुन:चक्रण के लिए कोई जोखिम प्रस्तुत नहीं करता है।उनके उपयोगी जीवन के अंत में मॉड्यूल किसी भी पर्यावरणीय चिंताओं को पूरी तरह से हल करते हैं।अपने संचालन के दौरान, ये मॉड्यूल कोई प्रदूषक उत्पन्न नहीं करते हैं,और, इसके अतिरिक्त, जीवाश्म ईंधन को विस्थापित करके, वे महान पर्यावरणीय लाभ प्रदान करते हैं।कैडमियम टेल्यूराइड PV मॉड्यूल जो कच्चे माल के रूप में कैडमियम का उपयोग करते हैं, Cd के अन्य सभी विद्यमान उपयोगों की सापेक्ष में कच्छा माल अधिक पर्यावरण के अनुकूल प्रतीत होते हैं।[17] कैडमियम टेल्यूराइडPV निकट भविष्य में कैडमियम की संभावित अधिक आपूर्ति के लिए एक स्थायी उद्देश्य प्रदान करता है।[18] कैडमियम जस्ता शोधन के अपशिष्ट उपोत्पाद के रूप में उत्पन्न होता है और स्टील उत्पादों की मांग के कारण PV में इसके उपयोग की परवाह किए बिना पर्याप्त मात्रा में उत्पन्न होता है।[19]
रीच पंजीकरण में कंपनियों द्वारा यूरोपीय रसायन एजेंसी (ECHA) को प्रदान किए गए वर्गीकरण के अनुसार, यह अभी भी लंबे समय तक चलने वाले प्रभावों के साथ जलीय जीवन के लिए हानिकारक भी है।
इसके अतिरिक्त, कंपनियों द्वारा ईसीएचए अधिसूचनाओं के लिए प्रदान किया गया वर्गीकरण इसे लंबे समय तक चलने वाले प्रभावों के साथ जलीय जीवन के लिए बहुत जहरीला, जलीय जीवन के लिए बहुत जहरीला, सांस लेने या ग्रासित हानिकारक और त्वचा के संपर्क में हानिकारक के रूप में वर्गीकृत करता है।[20]
उपलब्धता
वर्तमान समय में, कच्चे माल कैडमियम और टेल्यूरियम की कीमतें कैडमियम टेल्यूराइडसौर कोशिकाओं और अन्य कैडमियम टेल्यूराइडउपकरणों की लागत का एक नगण्य अनुपात हैं। यद्यपि, टेल्यूरियम एक अपेक्षाकृत दुर्लभ तत्व है। बेहतर सामग्री दक्षता और बढ़ी हुई Pv पुन:चक्रण प्रणालियों के माध्यम से, कैडमियम टेल्यूराइड PV उद्योग में 2038 तक पुन नर्वीनीकरण अंत-जीवन मॉड्यूल से टेल्यूरियम पर पूरी तरह विश्वास करने की क्षमता है।[21] अधिक जानकारी के लिए कैडमियम टेल्यूराइड फोटोवोल्टिक्स दर्शाया गया है। एक अन्य अध्ययन से पता चलता है कि कैडमियम टेल्यूराइडPV पुन:चक्रण टी के एक महत्वपूर्ण माध्यमिक संसाधन को जोड़ देगा, जो बेहतर सामग्री उपयोग के साथ मिलकर 2050 तक लगभग 2 TW की संचयी क्षमता और सदी के अंत तक 10 TW की संचयी क्षमता को सक्षम किया जायेगा।[22]
यह भी देखें
- कैडमियम सेलेनाइड
- कैडमियम टेल्यूराइड फोटोवोल्टिक्स
- कैडमियम जिंक टेल्यूराइड
- पहला सौर
- मरकरी टेलुराइड
- मरकरी (II) कैडमियम (II) टेल्यूराइड
- जिंक टेल्यूराइड
संदर्भ
- ↑ Peter Capper (1994). Properties of Narrow Gap Cadmium-Based Compounds. IET. pp. 39–. ISBN 978-0-85296-880-2. Retrieved 1 June 2012.
- ↑ "Nomination of Cadmium Telluride to the National Toxicology Program" (PDF). United States Department of Health and Human Services. Retrieved 11 April 2003.
- ↑ 3.0 3.1 3.2 NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. "#0087". National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
- ↑ 4.0 4.1 "फोटोवोल्टिक रिपोर्ट" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2012-11-05.
- ↑ "Introduction". चाकोजेनाइड फोटोवोल्टिक्स. 2011. pp. 1–8. doi:10.1002/9783527633708.ch1. ISBN 9783527633708.
- ↑ "Cadmium Telluride".
- ↑ P. Capper (1994). नैरो-गैप कैडमियम-आधारित यौगिकों के गुण. London, UK: INSPEC, IEE. ISBN 978-0-85296-880-2.
- ↑ Veale, M. C.; Kalliopuska, J.; Pohjonen, H.; Andersson, H.; Nenonen, S.; Seller, P.; Wilson, M. D. (2012). "Characterization of M-π-n CdTe pixel detectors coupled to HEXITEC readout chip". Journal of Instrumentation. 7 (1): C01035. Bibcode:2012JInst...7C1035V. doi:10.1088/1748-0221/7/01/C01035.
- ↑ Palmer, D W (March 2008). "II-VI यौगिक अर्धचालकों के गुण". Semiconductors-Information.
- ↑ G. Fonthal et al. (2000). "क्रिस्टलीय सीडीटीई के बैंड अंतराल ऊर्जा की तापमान निर्भरता". J. Phys. Chem. Solids. 61 (4): 579–583. Bibcode:2000JPCS...61..579F. doi:10.1016/s0022-3697(99)00254-1.
{{cite journal}}: CS1 maint: uses authors parameter (link) - ↑ Solubility is below 0.1mg/L which equals a classification as insoluble- reference, "ECHA Substance Registration"[1] Archived 2013-12-13 at archive.today
- ↑ "कैडमियम टेलुराइड". Archived from the original on 2013-12-13. Retrieved 2013-12-13.
- ↑ S. Kaczmar (2011). "सीडीटीई फोटोवोल्टिक के लिए सीडीटीई विषाक्तता पर रीड-क्रॉस दृष्टिकोण का मूल्यांकन" (PDF).[permanent dead link]
- ↑ "Scientific Comment of Fraunhofer to Life Cycle Assessement [sic] of CdTe Photovoltaics". Fraunhofer Center for Silicon Photovoltaics CSP. Archived from the original on 2013-12-13.
- ↑ V. Fthenakis and K. Zweibel (2003). "CdTe PV: Real and Perceived EHS Risks" (PDF). National Renewable Energy Laboratory.
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बाहरी संबंध
- कैडमियम टेल्यूराइडpage on the web-site of the Institute of Solid State Physics of the Russian Academy of Sciences (html)
- Optical properties University of Reading, Infrared Multilayer Laboratory
- CdTe: single crystals, grown by HPVB and HPVZM techniques; windows, substrates, electrooptical modulators. Infrared transmittance spectrum. MSDS.
- National Pollutant Inventory – Cadmium and compounds
- MSDS at ISP optics.com (doc)
- MDSD at espimetals.com (pdf)
- Material Safety data Sheet on isp optics web site (MS Word doc)