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光学领域成为锗的新热点

发布时间:2021/9/13

在全球锗工业中,规模较大的是比利时的优美科,以及我国的中锗技术,云南锗工业,先导稀材,美国ATX等。虽然锗产业整体产量不小,但我国深加工领域技术薄弱,不能满足内需,只能出口低附加值的初加工产品。

锗产业链可分为褐煤、锗产品加工废弃物、锗矿渣三部分。


其中,光纤包括高速光纤网、链路、光纤传感器、光纤导电和光纤系统保留装置;红外光学包括热成像仪、红外雷达和红外探测器;聚合催化剂包括生产聚酯的催化剂。广泛应用于彩电、计算机、电话和高频设备中的电子、太阳能部件、锗半导体器件;GaAs/Ge太阳能电池,适用于各种军用卫星和部分商业卫星,逐渐成为主要的空间电源。

红外线应用

在红外线的应用中,锗在2~14μm的红外线带内具有高均匀的透过率,是不可替代的优良红外线光学材料。锗单晶切片加工的锗透镜、锗窗口和利用锗单晶通过红外波长特性制成的各种红外光学部件广泛应用于各种红外光学系统。

锗透镜1

军事方向:

随着国防设备进入新的更新期,国防用锗量稳步增加。包括热成像仪和夜视仪、光探测器、红外探测器、导弹警告和导电、激光和红外雷达等。红外光夜视不同的是,红外热成像技术真正使夜间战场单向透明,从而使全天候和各种气象条件下的无差别战斗成为可能,因此红外热成像仪的应用不仅对武器装备的性能,而且对现代战争的战斗模式也有很大的影响。

民间方向:

由于红外热成像技术的成熟和制造成本的降低,红外热成像仪在民用市场的应用领域不断扩大。目前主要集中在车载红外、消防、建筑、电力、医疗检疫等行业。目前,汽车红外系统主要用于奔驰、宝马等进口高端车型。随着技术水平的提高和成本的降低,大家预计对夜间行车安全具有重要意义的红外夜视系统将在中高级家庭汽车中普及,引领新的安全标准。

伴随着红外像仪在消防、电力和建筑中的应用,红外热像仪在民用领域的应用也得到了迅速发展,预计未来民用红外热像仪大的增长空间。红外光学应用领域将是未来锗需求的主要增长点,代表锗未来的增长方向。


光纤材料-四氯化锗。

锗在光纤通信领域的应用主要是光纤混合,一般多模光纤消耗四氯化锗10g/km,单模光纤消耗四氯化锗2g/km。光纤级四氯化锗作为应时光导纤维的掺杂剂,可以提高芯的折射指数,减少光损,进而提高光纤的传输距离,减少中继站,使长距离通信成为可能。

伴随着光纤到户的逐渐普及,传统的通讯线路有了改造需求,这给光纤光缆市场的发展带来了巨大的潜力,提高了对光纤级四氯化锗产品的需求。狄聚青先容说,四氯化锗是一种低熔点透明液体,易挥发,易腐蚀;多用于单模和多模光纤,有机杂质和水分含量低。


聚合催化剂-聚酯。

狄聚青表示,锗主要用于化工领域的长纤维二氧化锗(GeO2)作为聚酯树脂(聚对乙二甲酸乙二醇醋树脂)的催化剂。其制备的PET树脂安全无毒,耐热耐压,透明度高,表面光泽强,密度低,韧性大,气密性好,与其他PET催化剂相比,对健康的影响小,因此作为包装瓶用容器广泛应用于各种调味料、酒类、清凉饮料、洗涤剂、化妆品和药品等

对于二氧化锗:CAS:1310-53-8,具有白色粉末或无色晶体,不溶于水,不与水反应。两性氧化物主要为酸性。可以溶解在浓盐酸中产生四氯化锗,也可以溶解在强碱溶液中产生锗酸盐。

太阳能电子元件-光伏锗衬底。

狄聚青认为,单晶锗晶片是半导体衬底的重要材料。适用于太阳能光伏电站(CPV)V)、空间太阳能电池板和超高亮度发光二极管的材。


聚光太阳能技术在地面光伏领域的渗透率稳定。聚光太阳能发电(CPV)也是通过光电转换材料的光伏效应来实现的,通常采用光学聚焦装置聚焦装置集中在一小块光电材料上,从而节约昂贵的半导体材料,达到相同的阳光利用效率。

光伏锗单晶片是新型太阳能电池的重要基材。锗衬底三结太阳能电池是继硅、砷化镓、磷化铟之后的第四代太阳能电池产品,被认为是具有发展前景和商业价值的下一代光伏技术,寿命长,光电转换效率高,耐高温。现已广泛应用于空间卫星太阳能电池和地面聚光太阳能电站。


太阳能电子元件-锗烷。

电子太阳能部件的中间层是a-SiGe合金,约为10-15%的锗。底层捕捉红外光子,并采用非晶硅锗合金,约40-50%的锗,与1.4eV的光学间隙相对应。

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