Entwicklung von massiven Materialien, die zum Chalkopyrit-System gehren

Im Bereich der Photovoltaik wäre die Verbindung Cu2ZnSnS4 (CZTS) eine Alternative zu herkömmlichen Dünnschichtverbindungen, die auf teuren oder toxischen Elementen basieren. Abgesehen von einem Gap von 1,5 eV und einem Absorptionskoeffizienten von 10-4 cm-1 besteht sie aus gutartigen und reichlich vorhandenen Elementen, was die Kosten für die fertige Zelle senken wird. In dieser Dissertation wurde eine Reihe von CZTS-Verbindungen mit Schwefelüberschuss synthetisiert, um die Verluste durch die chemische Zersetzung und die Veränderung der Zusammensetzung im Cu-Zn-Sn-S-Phasendiagramm auszugleichen. Die Wirkung von Schwefel auf die Kristallinität, Reinheit und Gitterordnung wurde aufgezeigt. Der einphasige Bereich wurde bestimmt und es wurde gezeigt, dass es möglich ist, Verbindungen von hoher Reinheit zu erhalten. Die Morphologie mittels Lichtmikroskopie zeigte körnige Polykristalle mit Abstoßung von Sekundärphasen in den Korngrenzen. Die Verbindung Cu2ZnGeS4 (CZGS) könnte Anwendungen in der Photovoltaik und der Optoelektronik finden. Die Zugabe von Zinn könnte die Reaktionskinetik und die Kristallinität deutlich verbessern, weshalb es interessant ist, die Verbindung Cu2ZnGexSn(1-x)S4 zu untersuchen.