Skip to main content
Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 8/2015

01.08.2015

Synthesis and characterization of Cu2ZnSnS4 nanocrystals prepared by microwave irradiation method

verfasst von: Yu Zhao, Wanku Tao, Xu Chen, Jun Liu, Aixiang Wei

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 8/2015

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

In this study, we report a rapid and single-step synthesis of Cu2ZnSnS4 (CZTS) nanocrystals using microwave-assisted solution method. The influence of reaction temperature and reaction time on the phase purity, crystallographic structure, morphology and optical property of CZTS particles were investigated using X-ray diffraction, Raman spectroscopy, scanning electronic microscope, transmission electron microscopy and ultraviolet–visible spectrometer. Results revealed that the single kesterite CZTS particles with no secondary phase can be obtained by preparing samples at minimal temperature of 170 °C. The sphere-like particles, each of which contains many nanocrystals, decrease effectively in size when increasing the reaction temperature from 170 to 200 °C. The CZTS nanocrystals have an optical band gap around 1.5 eV, which is optimal for photovoltaic applications. In addition, minimal reaction time of 10 min is also essential for the growth of single kesterite CZTS. Our study demonstrated that appropriate reaction temperature and reaction time are crucial for the synthesis of high-quality CZTS by microwave irradiation method.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat P. Jackson, D. Hariskos, R. Wuerz, W. Wischmann, M. Powalla, Phys. Status Solidi Rapid Res. Lett. 8, 219 (2014)CrossRef P. Jackson, D. Hariskos, R. Wuerz, W. Wischmann, M. Powalla, Phys. Status Solidi Rapid Res. Lett. 8, 219 (2014)CrossRef
2.
Zurück zum Zitat T. Wada, S. Nakamura, T. Maeda, Prog. Photovolt. Res. Appl. 20, 520 (2012)CrossRef T. Wada, S. Nakamura, T. Maeda, Prog. Photovolt. Res. Appl. 20, 520 (2012)CrossRef
3.
Zurück zum Zitat H. Katagiri, K. Jimbo, W.S. Maw, K. Oishi, M. Yamazaki, H. Araki et al., Thin Solid Films 517, 2455 (2009)CrossRef H. Katagiri, K. Jimbo, W.S. Maw, K. Oishi, M. Yamazaki, H. Araki et al., Thin Solid Films 517, 2455 (2009)CrossRef
4.
Zurück zum Zitat D.B. Mitzi, O. Gunawan, T.K. Todorov, K.J. Wang, S. Guha, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 95, 1421 (2011)CrossRef D.B. Mitzi, O. Gunawan, T.K. Todorov, K.J. Wang, S. Guha, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 95, 1421 (2011)CrossRef
5.
Zurück zum Zitat X. Song, X. Ji, M. Li, W. Lin, X. Luo, H. Zhang, Int. J. Photoenergy 2014, 613173 (2014)CrossRef X. Song, X. Ji, M. Li, W. Lin, X. Luo, H. Zhang, Int. J. Photoenergy 2014, 613173 (2014)CrossRef
7.
Zurück zum Zitat F. Liu, Y. Li, K. Zhang, B. Wang, C. Yan, Y. Lai et al., Sol. Energy Mater. Sol. Cells 12, 2431 (2010)CrossRef F. Liu, Y. Li, K. Zhang, B. Wang, C. Yan, Y. Lai et al., Sol. Energy Mater. Sol. Cells 12, 2431 (2010)CrossRef
8.
9.
10.
Zurück zum Zitat N.M. Shinde, R.J. Deokate, C.D. Lokhande, J. Anal. Appl. Pyrolysis 100, 12 (2013)CrossRef N.M. Shinde, R.J. Deokate, C.D. Lokhande, J. Anal. Appl. Pyrolysis 100, 12 (2013)CrossRef
11.
Zurück zum Zitat K. Zhang, J. Tao, J. He, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 25, 2703 (2014) K. Zhang, J. Tao, J. He, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 25, 2703 (2014)
12.
Zurück zum Zitat G.L. Agawane, S.W. Shin, S.A. Vanalakar, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 26, 1900 (2015) G.L. Agawane, S.W. Shin, S.A. Vanalakar, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 26, 1900 (2015)
13.
Zurück zum Zitat R.S. Kumar, B.D. Ryu, S. Chandramohan, J.K. Seol, S.K. Lee, C.H. Hong, Mater. Lett. 86, 174 (2012)CrossRef R.S. Kumar, B.D. Ryu, S. Chandramohan, J.K. Seol, S.K. Lee, C.H. Hong, Mater. Lett. 86, 174 (2012)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat W. Wang, H. Shen, F. Jiang, X. He, Z. Yue, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 24, 1813 (2013) W. Wang, H. Shen, F. Jiang, X. He, Z. Yue, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 24, 1813 (2013)
16.
Zurück zum Zitat T.R. Knutson, P.J. Hanson, E.S. Aydilb, R.L. Penn, Chem. Commun. 50, 5902 (2014)CrossRef T.R. Knutson, P.J. Hanson, E.S. Aydilb, R.L. Penn, Chem. Commun. 50, 5902 (2014)CrossRef
17.
Zurück zum Zitat X.T. Lu, Z.B. Zhuang, Q. Peng, Y.D. Li, Chem. Commun. 47, 3141 (2011)CrossRef X.T. Lu, Z.B. Zhuang, Q. Peng, Y.D. Li, Chem. Commun. 47, 3141 (2011)CrossRef
18.
Zurück zum Zitat A. Wei, Z. Yan, Y. Zhao, M. Zhuang, J. Liu, Int. J. Hydrog. Energy 4, 797 (2015)CrossRef A. Wei, Z. Yan, Y. Zhao, M. Zhuang, J. Liu, Int. J. Hydrog. Energy 4, 797 (2015)CrossRef
19.
Zurück zum Zitat Y.L. Zhou, W.H. Zhou, M. Li, Y.F. Du, S.X. Wu, J. Phys. Chem. C 115, 19632 (2011)CrossRef Y.L. Zhou, W.H. Zhou, M. Li, Y.F. Du, S.X. Wu, J. Phys. Chem. C 115, 19632 (2011)CrossRef
20.
Zurück zum Zitat P.R. Ghediya, T.K. Chaudhuri, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 26, 1908 (2015) P.R. Ghediya, T.K. Chaudhuri, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 26, 1908 (2015)
21.
Zurück zum Zitat S.W. Shin, J.H. Han, C.Y. Park, S. Kim, Y.C. Park, G.L. Agawane et al., J. Alloys. Compd. 541, 192 (2012)CrossRef S.W. Shin, J.H. Han, C.Y. Park, S. Kim, Y.C. Park, G.L. Agawane et al., J. Alloys. Compd. 541, 192 (2012)CrossRef
22.
23.
Zurück zum Zitat J. Chen, Q. Chen, H. Yuan, T. Wang, F. Zhou, X. Dou, S. Zhuang, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 25, 873 (2014) J. Chen, Q. Chen, H. Yuan, T. Wang, F. Zhou, X. Dou, S. Zhuang, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 25, 873 (2014)
24.
Zurück zum Zitat W. Wang, H. Shen, H. Yao, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 26, 1449 (2015) W. Wang, H. Shen, H. Yao, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 26, 1449 (2015)
25.
Zurück zum Zitat Q. Guo, H.W. Hillhouse, R. Agrawal, J. Am. Chem. Soc. 131, 11672 (2009)CrossRef Q. Guo, H.W. Hillhouse, R. Agrawal, J. Am. Chem. Soc. 131, 11672 (2009)CrossRef
26.
Zurück zum Zitat P.A. Fernandes, P.M.P. Salomé, A.F. Cunha, J. Alloys. Compd. 509, 7600 (2011)CrossRef P.A. Fernandes, P.M.P. Salomé, A.F. Cunha, J. Alloys. Compd. 509, 7600 (2011)CrossRef
27.
Zurück zum Zitat Y. Nien, B. Zaman, J. Quyang, I. Chen, C. Hwang, K. Yu, Mater. Lett. 62, 4522 (2008)CrossRef Y. Nien, B. Zaman, J. Quyang, I. Chen, C. Hwang, K. Yu, Mater. Lett. 62, 4522 (2008)CrossRef
28.
Zurück zum Zitat B. Flynn, W. Wang, C. Chang, G.S. Herman, Phys. Status Solidi A Appl. Mater. Sci. 209, 2186 (2012)CrossRef B. Flynn, W. Wang, C. Chang, G.S. Herman, Phys. Status Solidi A Appl. Mater. Sci. 209, 2186 (2012)CrossRef
Metadaten
Titel
Synthesis and characterization of Cu2ZnSnS4 nanocrystals prepared by microwave irradiation method
verfasst von
Yu Zhao
Wanku Tao
Xu Chen
Jun Liu
Aixiang Wei
Publikationsdatum
01.08.2015
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 8/2015
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-015-3114-0

Weitere Artikel der Ausgabe 8/2015

Journal of Materials Science: Materials in Electronics 8/2015 Zur Ausgabe

Neuer Inhalt