Denumire entitate: Institutul Național de Cercetare-Dezvoltare pentru Fizica Materialelor
Denumirea centrului/departamentului: Heterostructuri Complexe și Materiale Multifuncționale
Denumirea serviciului: Sinteza și caracterizarea de filme subțiri calcogenice pentru dezvoltare de celule solare
Descriere serviciu de cercetare / tehnologic: INCDFM dispune de infrastructura necesară pentru inovarea și dezvoltarea de materiale și celule fotovoltaice emergente, optimizând eficiența energetică și costurile, cu integrarea de compuși avansați precum CZnCoTS. Într-un studiu recent, straturi subțiri de Cu2Zn1-xCoxSnS4 (CZn1-xCoxTS) cu substituție parțială a zincului cu cobalt au fost sintetizate prin tehnica sol-gel /spin coating, urmată de tratament de sulfurizare. Încorporarea cationului de cobalt în rețeaua cristalină a CZTS, precum și tranziția de fază de la kesterit la stannit, au fost confirmate prin datele de difracție cu raze X (DRX) și spectroscopie Raman. Diagrama DRX arată o deplasare a vârfurilor către un 2θ mai mare pe măsură ce concentrația de Co crește, indicând o scădere a parametrilor de rețea. Deplasarea picurilor Raman cu creșterea valorii x de la 0 la 0.6 confirmă tranziția de fază. Morfologia CZn1-xCoxTS a fost observată prin microscopie electronică de baleiaj, arătând dimensiuni mari ale granulelor pe măsură ce x crește și o bună distribuție a elementelor pentru toate straturile subțiri. Spectroscopia de fotoelectroni cu raze X (XPS) a fost utilizată pentru a studia valența cationilor/anionilor și pentru a investiga legăturile chimice. Band gap-ul optic a arătat un comportament parabolic în raport cu Co/(Co + Zn), această deviere de legea lui Vegard fiind indusă de diferența de electronegativitate între cobalt și zinc. CZTS-ul pur are un band gap de 1.47 eV, în timp ce pentru CZn0.6Co0.4TS band gap-ul este de 1.17 eV, ceea ce indică faptul că incorporarea cationului de cobalt produce o deplasare spre roșu a lărgimii benzii interzise. S-au observat îmbunătățiri ale morfologiei și o compoziție de fază unică CZnCoTS, XPS confirmând stările Co+2. Aceste materiale sunt promițătoare ca straturi absorbante de lumină în celulele solare, oferind perspective pentru optimizarea și dezvoltarea de materiale eficiente și rentabile pentru energia fotovoltaică. Studiul menționat a fost recent publicat în revista Applied Surface Science ( https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2024.160848).
Domenii de aplicabilitate ale serviciului de cercetare/tehnologic: Celule photovoltaice, energie verde
Persoana responsabilă din cadrul departamentului: Dr. Aurelian Cătălin Gâlcă
Contact
Persoana de contact din partea echipei MSP: Andrei Groșeanu
Email: [email protected]
Telefon: +40739.918.015