Гидротермальный синтез тройных соединений для солнечных элементов

Принимая во внимание, что в Нахчыванской Автономной Республике летом энергия солнечных лучей достигает 2140 вт на каждый квадратный метр, нами были проведены опыты для получения тройных соединений методом гидротермального синтеза. Лабораторные исследования полученных тройных соединений показали, что TlAsS2 и Tl3AsS3 пригодны для изготовления солнечных элементов.

Наночастицы тройных соединений TlAsS2 и Tl3AsS3 синтезированы в гидротермальных условиях в этиленгликолевой среде в интервале температур 413-443 К в течение 5 часов из ацетата таллия, метамышьяковистого натрия и тиоацетамида, взятого в качестве сульфидирующего реагента. Проведены термогравиметрические, дифференциально-термические (ДТА), микрорентгеноспектральные и химические анализы. Результаты анализа показали, что составы тиосоединений таллия соответствуют формулам TlAsS2 и Tl3AsS3. Результаты анализа с помощью СЭМ показали, что наночастицы TlAsS2 имеют неправильную форму. Размеры наночастиц Tl3AsS3 меняются в пределах 96.6-213 нм. Рентгенофазовым анализом (РФА) установлено, что в TlAsS2 составляют: a = 12.29Å, b = 11.33Å, c = 6.11Å, β = 104.40, Z = 8 и пр.гр. P21/a, а для Tl3AsS3 a = 12.324Å, c = 9.647Å, Z = 7, пр.гр. R3m.

Соединение Tl3AsS3 можно применить в преобразовании энергии солнечного излучения в электроэнергию. Использование фотоэлементов из соединений Tl3AsS3 при получении электроэнергии является наиболее эффективным методом.

При использовании на солнечных преобразователях соединений TlAsS2 и Tl3AsS3, которые обладают свойством хорошо поглощать видимую часть солнечного спектра и практически не излучают в инфракрасной области спектра, значительно увеличивается эффективность солнечных преобразователей.

1. Singh, N.B. Growth Mechanism and Characteris-tics of Semiconductor Nanowires for Photonic Devices / N.B. Singh [and other] // Journal of Nanoscience and Technology (JNT). – 2014. – Vol.1 (2). – P. 1-8.

2. King, M. Nanowire-based photodetectors: growth and development of chalcogenide nanostructured detectors, Micro- and Nanotechnology Sensors, Systems, and Applications III, edited by Thomas George, M. Saif Islam, Achyut K. Dutta / M. King [and other] // Proc. of SPIE. – 2011. – Vol. 8031. – P. 803132 (1-8).

3. Johansson, J. Mass transport model for semiconductor nanowire growth / J. Johansson [and other] // J. Phys. Chem. B 109. – 2005. – Vol. 28. – P. 13567-13571.

4. Schmidt, V. Diameter dependence of the growth velocity of silicon nanowires synthesized via the vapor-liquid-solid mechanism / V. Schmidt [and other] // Phys. Rev. B 75. – 2007. – P. 045335(1-6).

5. Popeskу, M.A. Non-crystalline Chalcogenides / M.A. Popeskу. – Niderland: Kluwer Acad.Publ., 2008. – 388 p.

6. Petkov, K. Effect of thallium on the optical properties and structure in thin As-S-Tl films / K. Petkov [and other] // J. Optoelectronics and Advanced Materials. – 2005. – Vol. 7. – Р. 2587-2594.

7. Bercha, D.M. The complicated chalcogenides and chalcohalogenides / D.M. Bercha [and other] // Kiev: Vysha Shkola, Lvov. – 1983. – P. 181 (In Russian).

8. Radtke, A.S. Occurrence of lorandite TlAsS2 at the Carlin gold dedosit, Nevada / A.S. Radtke [and other] // Econ. Geol. – 1974. – Vol. 69. – Р. 121-174.

9. Balik-Zunik, T. Contribution of the crystal chemistry of tallium sulfosalt III. The crysral structure of lorandite (TlAsS2) and its relation to weissbergite (TlSbS2) / T. Balik-Zunik [and other] // Journal of Mineralogy and Geochemistry. – 1995. – Vol. 168. – Р 213-235.