ボルノニットCuPbSbS3半導体薄膜の溶液沈殿は,チオール-アミン溶媒混合物による散発材料の溶解から生じる
Kristopher M Koskela1, Brent C Melot1, Richard L Brutchey1
1Department of Chemistry, University of Southern California, Los Angeles, California 90089, United States.
Journal of the American Chemical Society
|March 12, 2020
まとめ
研究者らは,安価な前駆体から得られたインクを使用して,ソーラー吸収物質のボーンナイト (CuPbSbS3) の薄膜を作成する新しい方法を開発しました. これらのフィルムは,太陽電池のアプリケーションのための有望な光電子特性を示しています.
科学分野:
- 材料科学
- 固体化学
- 再生可能エネルギー
背景:
- 目に見える光の吸収と極性結晶構造を持つ新しい,安定した太陽吸収器の探索が進行中です.
- ボルノニット (CuPbSbS3) は,硫黄塩鉱物であり,太陽電池のための最適なバンドギャップを持っていますが,広範な合成および薄膜堆積に関する文献がありません.
研究 の 目的:
- 段階的に純粋なCuPbSbS3の薄膜を合成するための溶液ベースの方法を開発する.
- 太陽光吸収器の適用のための溶液処理CuPbSbS3薄膜の光電子特性について調査する.
主な方法:
- ボルノニット鉱物と前体 (CuO,PbO,Sb2S3) が室温と環境圧で二酸化チオルアミンの溶媒で溶解してインクを形成する.
- CuPbSbS3の薄膜を生成するためにインクを溶液に沈殿し,冷却する.
- 薄膜の光学帯の隙間,吸収係数,移動性,およびキャリア濃度の特徴
主要な成果:
- 合成インクは,チオール-アミンの溶媒の混合物を用いて,安価な前駆体から成功裏に生成されました.
- 分相純のCuPbSbS3薄膜は溶液の沈殿と解熱によって得られた.
- フィルムは,1.24 eVの直接光学帯隙間,高い吸収係数 (~10^5 cm^-1),および太陽吸収器のための適切な移動性とキャリア濃度を示しています.
結論:
- 溶液処理は,高品質のCuPbSbS3薄膜を合成する有効な経路を提供します.
- CuPbSbS3薄膜の好ましい光電子特性により,次世代のソーラー吸収器の有望な候補となる.
