Рост кристаллов Cu2ZnSnSe4 из раствор-расплава KI-KCl в градиенте температуры

  • Askar M. Bakhadur Казахский национальный университет им. аль-Фараби, г. Алматы, Казахстан https://orcid.org/0000-0002-3315-7835
  • Bolat M. Uralbekov Казахский национальный университет им. аль-Фараби, г. Алматы, Казахстан; ТОО «EcoRadSM», г. Алматы, Казахстан http://orcid.org/0000-0002-3245-4096
  • Konstantin A. Kokh Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, г. Новосибирск, Россия https://orcid.org/0000-0003-1967-9642
DOI: https://doi.org/10.15328/cb1291
Ключевые слова: кестерит, Cu2ZnSnSe4, CZTSe, CZTS, раствор-расплав, солнечная энергетика

Аннотация

В данной работе впервые был продемонстрирован двухэтапный способ получения монокристаллов CZTSe (Cu2ZnSnSe4) путем перекристаллизации поликристаллического материала в раствор-расплаве KI-KCl в градиенте температуры. На первом этапе поликристаллический материал, состоящий из смеси селенидов металлов, был синтезирован прямым сплавлением элементарных Cu, Zn, Sn и Se при 1000°C. Далее проводили перекристаллизацию при градиенте температуры в 100°C при этом температура холодной зоны равнялась 750°C. Фазовый и химический состав кристаллов были изучены методами энергодисперсионной рентгеновской и рамановской спектроскопии. Показано отсутствие влияния состава шихты на состав получаемых кристаллов. По количеству оставшейся шихты в горячей зоне можно говорить об очень низкой скорости перекристаллизации и низком выходе продукта. Анализ элементного состава кристаллов из холодной зоны выявил высокую неоднородность даже в одном эксперименте, что говорит о необходимости оптимизации параметров эксперимента. С другой стороны, по значению ширины линии на полувысоте основного пика можно утверждать, что полученные образцы обладают высокой степенью упорядоченности в структуре и подходят для проведения измерении физических характеристик.

Литература

1 Katagiri H, Sasaguchi N, Hando S, Hoshino S, Ohashi J, Yokota T (1997) Sol ENERGY Mater Sol CELLS 49:407-414. Crossref

2 Dudchak IV, Piskach LV (2003) J Alloys Compd 351:145-150. Crossref

3 Wang W, Winkler MT, Gunawan O, Gokmen T, Todorov TK, Zhu Y et al (2014) Adv ENERGY Mater 4:1301465. Crossref

4 Nagaoka A, Yoshino K, Taniguchi H, Taniyama T, Kakimoto K, Miyake H (2013) Phys Status Solidi A 210:1328-1331. Crossref

5 Nagaoka A, Yoshino K (2015) Chapter 6. Growth of CZTS Single Crystals in Copper Zinc Tin Sulfide-Based Thin-Film Solar Cells (ed. Kentaro Ito). John Wiley & Sons, Ltd., USA. P.135-137. Crossref

6 Colombara D, Delsante S, Borzone G, Mitchels JM, Molloy KC, Thomas LH, et al (2013) J Cryst Growth 364:101-110. Crossref

7 Bakhadur AM, Klimov AO, Kokh KA (2020) BULLETIN of the L.N. Gumilyov Eurasian National University. Chemistry. Geography. Ecology Series 3(132):27-33. Crossref . (In Russian)

8 Kokh KA, Atuchin V V, Adichtchev S V, Gavrilova TA, Bakhadur AM, Klimov AO et al (2021) CrystEngComm 23:1025-1032. Crossref

9 Bakhadur AM, Uralbekov BM, Atuchin V V, Mukherjee S, Kokh KA (2022) CrystEngComm 24:2291-2296. Crossref

10 Dimitrievska M, Fairbrother A, Saucedo E, Perez-Rodriguez A, Izquierdo-Roca V (2015) Appl Phys Lett 106:073903. Crossref

11 Tanaka T, Kawasaki D, Nishio M, Gu Q, Ogawal H (2006) Phys Status Solidi C 3:2844-2847. Crossref

12 Oishi K, Saito G, Ebina K, Nagahashi M, Jimbo K, Maw WS et al (2008) Thin Solid Films 517:1449-1452. Crossref
Опубликован
2022-08-16
Как цитировать
Bakhadur, A., Uralbekov, B., & Kokh, K. (2022). Рост кристаллов Cu2ZnSnSe4 из раствор-расплава KI-KCl в градиенте температуры. Вестник КазНУ. Серия химическая, 106(3), 52-57. https://doi.org/https://doi.org/10.15328/cb1291
Выпуск
Том 106 № 3 (2022): Вестник КазНУ. Серия химическая
Раздел
Неорганическая химия
Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.

Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и передают журналу право первой публикации вместе с работой, одновременно лицензируя ее на условиях Creative Commons Attribution License (CC BY-NC-ND 4.0), которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным указанием авторства данной работы и ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале.