Journal de la toxicité et des maladies des métaux lourds Libre accès

Abstrait

Synthèse assistée mécanochimiquement de nanopoudres de kiesérite Cu2 Znsns4 pour applications photovoltaïques via la formation d'alliages de cuivre

Jerzy F Janik

La synthèse mécanochimique repose sur des réactions induites dans des mélanges de substrats dans des conditions de broyage à billes à haute énergie telles que des vitesses allant jusqu'à 900-1000 tr/min de broyeurs à billes planétaires et l'utilisation de billes de broyage extrêmement dures. À partir de mélanges appropriés des quatre éléments, nous avons exploré avec succès un tel procédé pour la préparation de nanopoudres de kestérite semi-conductrice Cu2 ZnSnS4 - un matériau prometteur pour le photovoltaïque. Nous décrivons ici une modification du procédé dans lequel, tout d'abord, les poudres métalliques Cu, Zn et Sn sont broyées par voie humide à 900 tr/min pour former les alliages nanocristallins binaires de cuivre bien mélangés, c'est-à-dire Cu/Sn (1:1) et Cu/Zn (5:8). La quantité stoechiométrique de soufre naturel S est ensuite incluse, et le traitement de réponse est effectué pendant une période de temps prédéterminée pour produire un élément quaternaire propre qui est probablement appelé pré-kestérite. Il s'agit d'un polytype cubique avec des tailles de cristallites normales de 8 à 12 nm (DRX), attrayant (EPR), ne présente aucun spectre RMN MAS 65Cu et 119Sn et nécessite des propriétés semi-conductrices (UV-vis), bien qu'artificiellement et fondamentalement comme la kestérite tétragonale semi-conductrice.