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国家标准计划《薄膜太阳能电池用碲锌镉靶材》由 TC243(全国有色金属标准化技术委员会)归口,TC243SC2(全国有色金属标准化技术委员会重金属分会)执行 ,主管部门为中国有色金属工业协会

主要起草单位 清远先导材料有限公司

目录

拟采信团体标准信息

基础信息

计划号
20182008-T-610
制修订
制定
项目周期
24个月
下达日期
2018-10-16
申报日期
2017-12-14
公示开始日期
2018-05-09
公示截止日期
2018-05-24
标准类别
产品
国际标准分类号
77.150.99
77 冶金
77.150 有色金属产品
77.150.99 其他有色金属产品
归口单位
全国有色金属标准化技术委员会
执行单位
全国有色金属标准化技术委员会重金属分会
主管部门
中国有色金属工业协会

起草单位

目的意义

1、碲锌镉(CZT)材料是先进太阳能靶材材料及高能射线探测与成像用材料,是国家发布的《2017年重点新材料首批次应用示范指导目录》之(四)项先进无机非金属材料之(21)明确示范的先进材料,也是国办发{2015}89号文《国家标准化体系建设发展规划(2016-2020) 》明确提出的要重点开展制定标准工作的新材料。

碲锌镉材料从生产形式上主要包括碲锌镉靶材和碲锌镉晶体两种材料。

碲锌镉靶(CTZ)靶材是由碲、锌、镉合成的非金属无机材料,经过热压烧结等工艺成型,常见的有平面靶材和旋转靶材,主要用于薄膜太阳电池,薄膜电池是将一层薄膜制备成太阳能电池,因薄膜太阳能电池具有生产制造成本低、能量回收期短、便于大面积连续生产等突出优势,被公认为未来太阳能电池发展的主要方向; CTZ薄膜电池具有敏感的元素配比和复杂的多层结构,性能稳定、抗辐射能力强,光电转换效率高,接近于目前市场主流产品晶体硅太阳电池转换效率,相对成本却低近30%,正是因为其性能优异被国际上称为下一代高性价比太阳能电池;现在碲锌镉太能薄膜电池的应用正日益广泛,无论是在地面阳光发电还是在空间卫星动力电源的应用上具有广阔的市场前景,碲锌镉靶材材料是在薄膜类太阳能电池行业应用中占比越来越高的高新材料。

为迎接党的19大胜利召开发布的电视专题片《辉煌中国》中有一个章节介绍了我国安装光伏发电已达到1.4亿千瓦的规模,是全球第一的装备量,今后仍然还要大力发展,光伏发电将为我国环境的综合治理、实现国家在《巴黎协定》中的碳减排承诺目标做出独特贡献。

由此可见,光伏产业将在我国越来越受到重视。

碲锌镉晶体主要应用于高能射线探测和成像方面。

碲锌镉探测器作为对γ射线的探测和相应的应用,它可在室温下工作,并具有可靠的探测效率,碲锌镉探测器可应用于以下诸多方面:A、是可对上百种元素进行探查识别的便携式(掌上)谱仪系统的核心窗口材料, B、应用于对放射性核素(钚、铀)进行监控侦查的探测系统; C、应用于反恐、防恐的核保障探测系统; D、运用于工业CT和安全检查的核成像系统(如集装箱、行李包的自动监测系统,用于反毒和缉毒等对人体进行的X射线成像系统); E、在核医学上,由于碲锌镉阵列探测器可构成人体X射线成像,特别是胸部和乳房的X射线照相,口腔的X射线照相。

另外可构成便携式小视野γ相机,单光子发射(SPE)CT和正电子湮没CT(PET);以及用碲锌镉探测器构成的骨密度仪,γ-CBF(Regional Cerebra Blood Flow),和用于肿瘤前哨淋巴结探测的γ射线探针等。

F、作为新一代半导体材料,它电阻率高、分辨率好、平均原子序数高,因此单位体积的探测效率高,同时体积小、重量轻,适于做成便携式核辐射探测器; 正因为碲锌镉晶体材料有如此广泛的应用,特别是和国计民生及国家安全有密切相关的功能作用,国家将这种材料作为国家重点优先发展的材料,CZT晶体应用会越来越广。

2、制定《碲锌镉》产品国家标准,是配合国家发布的《信息产业科技发展“十一五”规划和2020年中长期规划纲要》(以下简称《纲要》),提出来重点发展电子技术材料和光电探测技术”的发展要求,碲锌镉产业的发展,符合国家的政策导向,将对国家工业转型导向的调整起到良好的示范作用,特别是高能射线探测领域的应用开发能力,提升国内的产品在至国际的竞争力,可以解决国内不断增长的高能射线探测与成像用碲锌镉晶体研发和生产的标准统一的问题,加快提升中国在高能射线探测与成像关键材料行业中的地位。

制定《碲锌镉》国家标准,可以从标准层规范指导碲锌镉材料的生产与销售,能给供需双方在贸易过程中发生质量异议时提供仲裁依据。

制定《碲锌镉》国家标准也有助于碲锌镉材料产品性能的提高,有利于推动碲锌镉材料的应用,助力我国高新光伏材料和探测材料及成像关键材料的研发生产技术水平。

3、先导公司是国家稀散金属工程中心的设在单位,从2008年就开始碲锌镉的研发和生产,到现在已是国内外碲锌镉市场的主要供应商之一。

先导公司有条件和能力完成该国家标准的制定工作。

范围和主要技术内容

碲锌镉材料范围两种材料:CZT靶材和CZT晶体: CZT靶材的技术要求: 1、物理性能指标要求:A、表面无裂纹; B、密度>5.45 g/cm3;,C、尺寸要求按照客户要求提供、尺寸偏差<0.1mm;D、表面粗糙度<2?m。 2、化学成分要求: 元素 含量(%) 元素 含量 元素 含量 Ag < 0.001 Fe < 0.001 Se < 0.001 Al < 0.001 Mg < 0.001 Si < 0.001 B < 0.001 Mn < 0.001 Sn < 0.001 Bi < 0.001 Na < 0.001 O < 0.03 Ca < 0.001 Ni < 0.001 C < 0.02 Cr < 0.001 Pb < 0.001 CZT晶体的技术要求为 1、物理性能指标要求:A、单晶尺寸>200mm;B、电阻率≥1×1010Ωcm;,C、电子迁移率和寿命积≥2×10-3cm2/V;D、能量分辨率(241mA@59.5KeV)≤5%; E、成分偏差≤5%。 2、化学成分要求: 元素 含量(%) 元素 含量 元素 含量 Ag < 0.00005 Fe < 0.0001 Se < 0.0001 Al < 0.0001 Mg < 0.0001 Si < 0.0001 B < 0.0001 Mn < 0.0001 Sn < 0.0001 Bi < 0.00005 Na < 0.00005 Cr < 0.0001 Ca < 0.0001 Ni < 0.0001 Pb < 0.0001