碲化镉薄膜玻璃技术的现状与市场分析

1.概述

近年太阳能电池的技术极为火爆，经调研目前主流材料有以下四种，即多晶硅 薄膜、非晶硅薄膜、铜铟镓硒（CIGS）多晶薄膜

和碲化镉 （CdTe）多晶薄膜。碲化镉（CdTe）是一种重要的Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体材料，形状呈黑色晶体颗粒或粉末，熔点达1092℃

，相对分子量240，晶体结构为闪锌矿型，具有直接跃迁型能带结构。其晶格常数为0.6481nm，禁带宽度为1.45eV，室温电子迁移

率为1050 c㎡/(Vs)，室温空穴迁移率为80 c㎡/(Vs)。碲化镉化学键的键能高达5.7eV，是镉元素在自然界中最稳定的化合态之一。因

此，碲化镉在常温下化学性质稳定，且不溶于水、弱酸，在工业生产和使用过程中比较安全，广泛应用于光电领域的半导体材料，特

别是在太阳能电池的制造上。碲化镉薄膜组件环境 友好，以镉元素排放量为例，重金属排放物指标表上非晶硅 薄膜电池的镉排放量远

低于同类型可通过燃烧供能的石油、 煤等化石燃料，与天然气的排放量相近。无论是在生产或是 使用过程中，都是安全可控的。由

于其独特的物理和化学性质，碲化镉在光伏领域表现出色，成为光伏行业的重要组成部分。此外，碲化镉还在其他领域，如红外探测

器、核辐射探测器等领域有着广泛的应用。

图 碲化镉

2.新型碲化镉薄膜玻璃技术特点

碲化镉技术的主要特点包括其高光电转换效率、良好的温度稳定性和较长的使用寿命。这些特性使得碲化镉成为太阳能电池领域

的佼佼者。碲化镉电池能在较宽的温度范围内稳定工作，即便在高温环境下也能保持较高的效率。此外，碲化镉材料还具有良好的吸

光性，能有效吸收太阳光中的大部分光谱。

图 碲化镉薄膜玻璃特性

经协会调研，目前该技术具备的优势如下表所示。

表 碲化镉薄膜玻璃技术

3.应用案例

碲化镉技术的应用案例之一是在太阳能电池领域。CdTe太阳能电池因其较低的生产成本和较高的效率而受到青睐。例如，某知

名太阳能电池制造商成功利用CdTe技术，大幅提升了太阳能电池的效率和稳定性，这一进展在太阳能行业引起了广泛关注。

碲化镉发电玻璃最早在美国First Solar具备成熟的工业化产线生产经验,CTIEC下属子公司德国CTFSolarGmbH(以下简称CTF)自

2012年开始研发具有自主知识产权的新型近空间升华法沉积技术,在实验线、中试线的基础上积累经验,该项目为首次工业化的第一条

生产线。碲化镉发电玻璃生产线无成熟的工艺设备供应商,在工艺设备采购过程中,需与各潜在供应商进行技术要求复核确认、验收标

准谈判,耗时长、难度大。

图 美国First Solar生产车间

2023年成都碲化镉项目设计年产能为80MW,是国内第一条大尺寸碲化镉薄膜发电玻璃生产线。项目工艺路 线为近空间升华法沉积

碲化镉、硫化镉技术,旨在突破国内碲化镉薄膜太阳发电玻璃的产业化、规模化和面积生产的瓶颈。

图 成都碲化镉项目

4.市场分析

碲化镉技术在全球市场上呈现出持续增长的趋势。特别是在可再生能源和环保领域，碲化镉由于其成本效益和环境友好性，正成

为越来越受欢迎的选择。预计在未来几年，随着技术的进步和成本的进一步降低，碲化镉将在全球光伏市场中占据更大的份额。

硅基薄膜电池竞争力自1990年开始一路下滑，一直到2004年，薄膜玻璃才再度迎来发展契机。美国第一太阳能公司（First Solar

，世界领先的太阳能光伏模块制造商之一）成功推出化合物薄膜电池——碲化镉，并实现产业化。2008年底，First Solar将薄膜电池

成本降到了0.98美元/W。其间自2005年开始，由于光伏需求井喷，多晶硅供不应求价格飙升（从2005年的约70美元/公斤涨至2008年

4月的463美元/kg），导致晶硅电池成本大增。2009年，薄膜电池市占率得以回升至近20%。当前光伏下游主流市场仍由晶硅电池

主导。据信达证券，2021年，晶硅电池市场占比高达约90%。

图 薄膜电池市场占比

我国布局钙钛矿电池的企业较多，碲化镉、铜铟镓锡薄膜电池主要由海外市场主导。部分企业如下：

表 产业链企业调查

参考文献

此文由中国复合材料工业协会搜集整理编译，文章不用于商业目的，仅供行业人士交流，引用请注明出处。