Synthesis of Cu2ZnSnSe4 compound powders by solid state reaction using elemental powders

Wibowo, Rachmat Adhi; Jung, Woon Hwa; Kim, Kyoo Ho

doi:10.1016/j.jpcs.2010.08.012

Cited by 37 publications

(18 citation statements)

References 24 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…The XRD pattern of CZTSe nanopowders after ball milling process has shown the presence of Zn, Sn along with reaction between Cu and Se to form a klockmannite CuSe binary phase or α-CuSe [12]. As reported earlier [13] that the presence of the α-CuSe binary phase in the milled powders suggested that the powders underwent mechanical alloying during the ball milling process [14,15]. It is observed that after annealed at high temperature the CZTSe nanopowders have crystalline stannite tetragonal structure with 2 peaks at ~27, 45, 53.…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 90%

Quaternary Chalcogenide Nanocrystals: Synthesis of Cu₂ZnSnSe₄ by Solid State Reaction and their Thermoelectric Properties

Farva

Park

2013

MRS Proc.

View full text Add to dashboard Cite

In this paper, synthesis of Cu 2 ZnSnSe 4 (CZTSe) materials by using simple and costeffective solid state reaction method from the elemental Cu, ZnO, SnO and elemental Se powders are carried out. The SEM images show spherical, non-uniform size with aggregation of nanopowders. The phase separation and thermal analysis of the milled powders suggested that most of the starting powders reacted because of a mechanical alloying effect during milling process. After the solid state reaction at above 500 o C, the nanopowders crystallized into stannite single phase, which are confirm by XRD spectra. The thermoelectric properties of synthesized powder are under study.

show abstract

Section: Discussionmentioning

confidence: 90%

Quaternary Chalcogenide Nanocrystals: Synthesis of Cu₂ZnSnSe₄ by Solid State Reaction and their Thermoelectric Properties

Farva

Park

2013

MRS Proc.

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Similarly, Δ H f (CZTX)−Δ H f (Cu 2 X)−Δ H f (ZnX)−Δ H f (SnX 2 )<0 and Δ H f (CZTX)−Δ H f 2(CuX)−Δ H f (ZnX)−Δ H f (SnX)<0 for the formation of pure CZTX phase. The quaternary compound can also be synthesized by mixing the binary compounds Cu 2 X+ZnX+SnX 2 and 2CuX+ZnX+SnX stoichiometrically under high temperature conditions as has been demonstrated in various synthesis procedures ,,,,. The schematic representation of the CZTS phase diagram is shown in Figure , which depicts the potential stability region for stable CZTS formation and conditions necessary to avoid the formation of other binary and ternary phases.…”

Section: Properties Of Cztxmentioning

confidence: 99%

Multifunctional Copper‐Based Quaternary Chalcogenide Semiconductors Toward State‐of‐the‐Art Energy Applications

Kush

Deka

2018

ChemNanoMat

View full text Add to dashboard Cite

Cu-based quaternary chalcogenide semiconductors have been attractive materials in many aspects since the last decade. Most of the scientific literature about quaternary chalcogenides is dedicated to photovoltaic (PV) research with no astonishment as the material initially emerged as a costeffective replacement of expensive Si for PV applications. These materials possess all the important properties such as, abundant and non-toxic constituent elements, efficient charge transport, optimum band gap, and high absorption coefficient for being an efficient PV material in either thin film or nanoparticle form. However, in the recent few years, a new range of quaternary materials Cu 2 M I M II X 4 (where, M I =Zn, Ni, Co, Fe, Mn, Cd and Hg; M II =Si, Sn and Ge and X=S and/or Se) have evolved and found applications in thermoelectrics, photocatalysis and photoelectrocatalysis, sensors and bat-teries etc. The combination of properties exhibited by these quaternary chalcogenides such as optical and electric, optical and magnetic, electric and thermal makes them potential materials, which could be utilized in multiple applications. Although the PV properties of these quaternary chalcogenides has been discussed earlier in many reports, the other versatile applications of the material have not been reviewed yet. The present article sheds light on the multifunctional aspects of various new Cu-based quaternary chalcogenides, their synthesis, effect of doping on their properties, and then elaborating the discussion on their chemical and physical properties that are helpful in different applications along with photovoltaics. Here, we discuss synthetic methods bestowing enhanced features and also summarize their achieved efficiency in recent years. Scheme 1. Schematic representation for the derivation of quaternary chalcogenides. 2 3 4 5 6 7 8

show abstract

“…Поэтому в данной работе для получения CZTSe при-менен метод твердофазного синтеза ( " solid state reaction method" -SSR) [23], который имеет преимущество в отношении возможности синтеза очень чистых однофаз-ных образцов CZTS(Se) с точным, заранее определен-ным соотношением элементов. Для измерений времени жизни фотогенерированных носителей тока применен метод микроволновой фотопроводимости, который, в отличие от люминесцентного метода [24], позволяет регистрировать как излучательные, так и безызлуча-тельные процессы гибели.…”

Section: Introductionunclassified

Время жизни избыточного электрона в порошках Cu-Zn-Sn-Se

Новиков¹,

Гапанович²,

Gremenok³

et al. 2017

Физика И Техника Полупроводников

View full text Add to dashboard Cite

Методом время-разрешенной микроволновой фотопроводимости в диапазоне 36 ГГц в интервале темпера-тур 200−300 K изучена кинетика гибели носителей тока в порошках Cu−Zn−Sn−Se, полученных ампульным твердофазным методом синтеза. Время жизни избыточных электронов при комнатной температуре оказалось меньше 5 нс. Энергия активации для процесса рекомбинации составила Ea ∼ 0.054 эВ. DOI: 10.21883/FTP.2017.01.43990.8274 ВведениеТонкопленочные солнечные элементы (ТСЭ) привле-кают все большее внимание исследователей всего мира прежде всего надеждой на снижение цены производи-мой электроэнергии. Особенно сказанное относится к батареям с поглощающими слоями Cu−In−Ga−(S,Se) (CIGS) и CdTe, которые уже начинают внедряться в производство [1]. Однако, несмотря на перспективу этих технологий, относительно небольшая распространен-ность в природе In и Те ограничивает производственные мощности для батарей на их основе по прогнозам до < 100 GWP в год. Более низкая стоимость руд, содержащих медь, цинк или олово -основу кестеритов Cu 2 ZnSn(S,Se) 4 (CZTSe) -делает их привлекательной альтернативой для CdTe или CIGS.Существует несколько способов получения пленок данных материалов, основные из них: вакуумное ис-парение [2,3], соиспарение [4,5], золь-гель метод [6,7] и электроосаждение [8]. Достаточно успешный подход, основанный на спин-коутинге из раствора частиц в гидразине, был предложен компанией IBM для изго-товления фотоэлектрических устройств с КПД более 11.1% на основе Cu 2 ZnSn(S,Se) 4 [6]. В литературе также имеются данные о создании солнечной батареи на осно-ве Cu 2 ZnSnSe 4 с эффективностью 9.15%, поглощающий слой которой был получен методом соиспарения из 4 источников [4]. Однако, несмотря на успехи в создании ТСЭ, достигнутые показатели все же в 3 раза хуже теоретического предела Шоккли−Квиссера (∼ 30%) [9] и причины этого неясны.Можно предположить, что низкий коэффициент кон-версии в сравнении с теоретическим пределом обуслов-лен узостью области гомогенности CZTS(Se) [10,11], которая обусловливает трудности в получении однофаз-ных пленок CZTS(Se) с минимальными отклонениями элементного состава от стехиометрии. В ряде работ, однако, показана возможность получения монокристал-лов CZTS и CZTSe, обогащенных Zn. Однофазность данных кристаллов подтверждена методами рентгено-фазового анализа (РФА) и спектроскопии комбинаци-онного рассеяния света (КРC) [12,13]. Кроме того, в независимости от метода получения прекурсоров было установлено, что ТСЭ на основе пленок CZTS, обога-щенных цинком и обедненных медью, показывают более высокие значения эффективности фотопреобразования по сравнению с ТСЭ на основе стехиометрических пленок CZTS [14][15][16]. В ряде работ было показано, что оптимальными в плане эффективности ФЭП являют-ся соотношения компонентов Cu/(Zn + Sn) = 0.75−0.9, Zn/Sn = 1.10−1.3, Cu/Sn = 1.8−2.0, S/металлы = 1.05 и Zn/металлы = 0.25−0.31 [17][18][19].Один из подходов к объяснению причины влияния дефицита меди на эффективность ТСЭ на основе CZTS основан на различии структурных дефектов в обеднен-ном медью и стехиометрическ...

show abstract

Synthesis of Cu2ZnSnSe4 compound powders by solid state reaction using elemental powders

Cited by 37 publications

References 24 publications

Quaternary Chalcogenide Nanocrystals: Synthesis of Cu₂ZnSnSe₄ by Solid State Reaction and their Thermoelectric Properties

Quaternary Chalcogenide Nanocrystals: Synthesis of Cu₂ZnSnSe₄ by Solid State Reaction and their Thermoelectric Properties

Multifunctional Copper‐Based Quaternary Chalcogenide Semiconductors Toward State‐of‐the‐Art Energy Applications

Время жизни избыточного электрона в порошках Cu-Zn-Sn-Se

Contact Info

Product

Resources

About

Synthesis of Cu2ZnSnSe4 compound powders by solid state reaction using elemental powders

Cited by 37 publications

References 24 publications

Quaternary Chalcogenide Nanocrystals: Synthesis of Cu2ZnSnSe4 by Solid State Reaction and their Thermoelectric Properties

Quaternary Chalcogenide Nanocrystals: Synthesis of Cu2ZnSnSe4 by Solid State Reaction and their Thermoelectric Properties

Multifunctional Copper‐Based Quaternary Chalcogenide Semiconductors Toward State‐of‐the‐Art Energy Applications

Время жизни избыточного электрона в порошках Cu-Zn-Sn-Se

Contact Info

Product

Resources

About

Quaternary Chalcogenide Nanocrystals: Synthesis of Cu₂ZnSnSe₄ by Solid State Reaction and their Thermoelectric Properties

Quaternary Chalcogenide Nanocrystals: Synthesis of Cu₂ZnSnSe₄ by Solid State Reaction and their Thermoelectric Properties