Sviluppo di materiali massicci appartenenti al sistema della calcopirite

Nel campo del fotovoltaico, il composto Cu2ZnSnS4 (CZTS) potrebbe essere un'alternativa ai tradizionali composti a film sottile basati su elementi costosi o tossici. Oltre a un gap di 1,5 eV e a un coefficiente di assorbimento di 10-4 cm-1, è costituito da elementi benigni e abbondanti, che ridurranno il costo della cella finale. In questa tesi, una serie di composti CZTS sono stati sintetizzati con un eccesso di zolfo per compensare le perdite di decomposizione chimica e i cambiamenti compositivi nel diagramma di fase Cu-Zn-Sn-S. È stato dimostrato l'effetto dello zolfo su cristallinità, purezza e ordine reticolare. È stato determinato il dominio monofase ed è stato dimostrato che è possibile ottenere composti di elevata purezza. La morfologia al microscopio ottico ha rivelato policristalli granulari con rifiuto delle fasi secondarie ai confini dei grani. Il composto Cu2ZnGeS4 (CZGS) potrebbe trovare applicazioni nel fotovoltaico e nell'optoelettronica. L'aggiunta di stagno potrebbe migliorare significativamente la cinetica di reazione e la cristallinità, da cui l'interesse a studiare il composto Cu2ZnGexSn(1-x)S4.