太阳能电池
铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池:
CIGS 电池具有光电转换效率高(实验室约 23%)、抗辐射能力强、可柔性制备等优点,适用于航天器、建筑一体化光伏(BIPV)和移动电源。
钙钛矿太阳能电池:
铟用于电极或界面修饰层,提升电池稳定性和效率。
精铟的制备方法
精铟通常以粗铟(纯度约 95%~99%,来源于锌矿冶炼副产物)为原料,通过多级提纯工艺获得:
电解精炼
将粗铟作为阳极,纯铟片作为阴极,在硫酸或氯化物电解液中通电,杂质(如锌、铅)沉积为阳极泥,铟离子迁移至阴极形成纯度约 99.95% 的电解铟。
真空蒸馏
在高真空(10⁻³~10⁻⁴ Pa)和高温(500~1000℃)下,利用铟与杂质(如镉、锡)的蒸气压差异分离,纯度可提升至 99.99%~99.999%。
区域熔炼
通过移动加热线圈使铟棒局部熔融,杂质随固液界面移动富集到末端,重复操作后纯度可达 99.9999%(6N)以上。
化学提纯
利用萃取(如用有机膦酸萃取铟)、离子交换或深度结晶等方法进一步去除微量杂质。
半导体与微电子工业
化合物半导体材料
磷化铟(InP)单晶衬底:
精铟是制备 InP 晶圆的核心原料,用于生产 5G 基站的射频芯片(如 HEMTs 高电子迁移率晶体管)、光纤通信的激光器(如 1.55μm 波段 DFB 激光器)和量子点发光器件(QLED)。
应用场景:5G 通信、数据中心光模块、自动驾驶激光雷达(LiDAR)。
砷化铟(InAs)/ 锑化铟(InSb):
用于红外探测器(如军用夜视仪、卫星热成像)和拓扑量子计算元件。
精铟的市场与资源现状
全球产量
精铟年产量约 500~600 吨,主要生产国为中国(占全球 60% 以上)、韩国、日本和加拿大。
价格趋势
受供需关系影响,精铟(4N 纯度)价格通常在 800~1200 美元 / 千克,6N 高纯铟可达 2000~3000 美元 / 千克。
资源挑战
铟为稀散金属,主要伴生于锌矿(含铟 0.001%~0.1%),全球储量约 5 万吨,且开采成本高。因此,从废旧显示屏和半导体废料中回收精铟(回收率可达 85% 以上)成为重要补充途径。