Anwendungs­gebiete

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Photovoltaik

Solarrohstoff: Dünnschichtmodule mit hoher Lichtausbeute

In der Photovoltaik wird Tellur vor allem gemeinsam mit Cadmium als Cadmiumtellurid (CdTe) eingesetzt. Da das Material Sonnenlicht stark absorbiert, genügt eine nur wenige Mikrometer starke Halbleiterschicht. Als Dünnschichttechnologie benötigt CdTe daher deutlich weniger Halbleitermaterial als klassische kristalline Siliziumzellen.

Die Dünnschichttechnologie spart Material und Energie und eignet sich gut für die Produktion großer Stückzahlen. Die Module kommen vor allem in großen Solarparks zum Einsatz. Besonders verbreitet ist die Technologie in den USA, wo CdTe einen deutlich höheren Marktanteil erreicht als im weltweiten Durchschnitt. Auch in Indien gewinnt die Technologie an Bedeutung. Kristalline Siliziummodule erzielen hingegen meist höhere Wirkungsgrade und dominieren daher bei Dachanlagen, auf denen die verfügbare Fläche begrenzt ist. Nach kristallinem Silizium ist CdTe die weltweit am weitesten verbreitete Photovoltaiktechnologie. Bislang erreicht sie nur einen einstelligen Marktanteil, vom weiteren Wachstum des Photovoltaikmarktes dürfte jedoch auch die CdTe-Technologie profitieren.

Für Tellur ist die CdTe-Photovoltaik inzwischen das mit Abstand wichtigste Anwendungsgebiet und ein zentraler Nachfragetreiber. Noch Anfang der 2020er Jahre entfielen nach Angaben des US Geological Survey rund 40 Prozent des weltweiten Tellurverbrauchs auf Solarzellen. 2025 waren es bereits 70 Prozent.

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Thermoelektrik

Kühlen und Strom erzeugen mit Tellur

Nach der Dünnschicht-Photovoltaik ist die Thermoelektrik das wichtigste Einsatzgebiet von Tellur. Verwendet wird es hier vor allem in thermoelektrischen Bauteilen auf Basis von Bismuttellurid. Fließt Strom durch ein solches Bauteil, nimmt eine Seite Wärme auf, während die andere sie abgibt. Dieser sogenannte Peltier-Effekt ermöglicht eine präzise Kühlung ohne Kompressor oder andere bewegliche Teile.

Thermoelektrische Bauteile dienen etwa zur Kühlung und Temperaturstabilisierung von Elektronik, Sensoren und medizinischen Geräten. Umgekehrt können sie Temperaturunterschiede nutzen, um Strom zu erzeugen. Auf diese Weise lässt sich beispielsweise Abwärme aus Fahrzeugmotoren oder Industrieanlagen verwerten. Wegen der vergleichsweise hohen Kosten und niedrigen Wirkungsgrade ist die thermoelektrische Stromerzeugung bislang jedoch weniger verbreitet als die Kühlung und weitgehend auf Spezialanwendungen beschränkt.

 

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Metallurgie / Legierungen

Kleine Zusätze, große Effekte

Ein weiteres etabliertes Einsatzgebiet von Tellur ist die Metallurgie. Stählen und Kupferlegierungen wird Tellur in kleinen Mengen zugesetzt, um ihre Zerspanbarkeit zu verbessern. Die Werkstoffe lassen sich dadurch leichter schneiden, bohren oder fräsen. Bei Kupfer bleibt die für elektrische Anwendungen wichtige Leitfähigkeit weitgehend erhalten.

In Bleilegierungen sorgt Tellur dafür, dass das Material wiederholten Erschütterungen und Belastungen besser standhält. Bei Gusseisen beeinflusst der Zusatz, wie das Metall beim Abkühlen erstarrt und wo sich besonders harte Bereiche bilden. Dafür genügen bereits sehr kleine Mengen Tellur.

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Spezialanwendungen

Von Gummi bis Datenspeicher

Kleinere Mengen Tellur werden unter anderem in der Gummiindustrie und der Elektronik eingesetzt. Bei der Herstellung spezieller Gummimischungen können tellurhaltige Zusätze die Vulkanisation unterstützen oder beschleunigen. Bei der Vulkanisation werden die langen Molekülketten des Kautschuks miteinander vernetzt, sodass elastischer und widerstandsfähiger Gummi entsteht.

Tellurhaltige Verbindungshalbleiter, etwa Quecksilber-Cadmium-Tellurid, werden für Infrarotdetektoren verwendet, die unter anderem in Wärmebildsystemen zum Einsatz kommen. Bestimmte Datenspeicher, sogenannte Phasenwechselspeicher, nutzen tellurhaltige Materialien wie Germanium-Antimon-Tellurid. Kurze Stromimpulse bringen dieses Material entweder in einen ungeordneten oder einen kristallin geordneten Zustand. Da es je nach Zustand Strom unterschiedlich gut leitet, lassen sich die beiden Zustände als digitale Null und Eins auslesen.