Desenvolvimento de materiais maciços pertencentes ao sistema da calcopirite

No domínio da energia fotovoltaica, o composto Cu2ZnSnS4 (CZTS) pode ser uma alternativa aos compostos convencionais de película fina baseados em elementos caros ou tóxicos. Para além de um gap de 1,5 eV e de um coeficiente de absorção de 10-4 cm-1, é constituído por elementos benignos e abundantes, o que reduzirá o custo da célula final. Nesta tese, foi sintetizada uma série de compostos CZTS com excesso de enxofre para compensar as perdas por decomposição química e as alterações de composição no diagrama de fases Cu-Zn-Sn-S. Foi demonstrado o efeito do enxofre na cristalinidade, pureza e ordem da rede. O domínio monofásico foi determinado e foi demonstrado que é possível obter compostos de elevada pureza. A morfologia por microscopia ótica revelou policristais granulares com rejeição de fases secundárias nos limites dos grãos. O composto Cu2ZnGeS4 (CZGS) poderá encontrar aplicações em fotovoltaica e optoelectrónica. A adição de estanho poderia melhorar significativamente a cinética da reação e a cristalinidade, daí o interesse em estudar o composto Cu2ZnGexSn(1-x)S4.