CZTS
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Cu 28,92 %, S 29,19 %, Sn 27,01 %, Zn 14,88 %,
| CZTS | |
| |
| __ Cu+ __ Zn2+ __ Sn4+ __ S2− | |
| Identification | |
|---|---|
| No CAS | |
| Propriétés chimiques | |
| Formule | Cu2ZnSnS4 |
| Masse molaire[1] | 439,44 ± 0,05 g/mol Cu 28,92 %, S 29,19 %, Sn 27,01 %, Zn 14,88 %, |
| Propriétés physiques | |
| T° fusion | 990 °C[2] |
| Masse volumique | 4,56 g·cm-3[3] |
| Propriétés électroniques | |
| Largeur de bande interdite | 1,4 eV à 1,5 eV[4],[5] |
| Cristallographie | |
| Système cristallin | Tétragonal[3] |
| Classe cristalline ou groupe d’espace | (no 82) |
| Paramètres de maille | a = 542,7 pm, c = 1 087,1 pm, Z = 2 |
| Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire. | |
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Le CZTS, de l'anglais copper zinc tin sulfide (sulfure de cuivre, de zinc et d'étain), est un composé chimique de formule Cu2ZnSnS4. Il s'agit d'un semiconducteur à gap direct constitué de cuivre, de zinc, d'étain et de soufre, et utilisé pour réaliser des cellules photovoltaïques en couches minces. Ces couches peuvent être déposées par diverses méthodes telles que la pulvérisation cathodique, l'évaporation sous vide, l'ablation laser et le dépôt chimique en phase vapeur[4].
La structure cristalline du CZTS est semblable à celle de la stannite Cu2FeSnS4 et de la kësterite Cu2(Zn,Fe)SnS4 (les deux formes peuvent coexister[6]), dans le système quadratique (tétragonal)[4],[7] avec le groupe d'espace I4 (no 82) et les paramètres cristallins a = 542,7 pm, c = 1 087,1 pm, Z = 2. Sous cette forme, la largeur de bande interdite est de l'ordre de 1,4 eV à 1,5 eV[4],[5]. Il présente un intérêt particulier par rapport aux matériaux concurrents tels que le tellurure de cadmium CdTe et le CIGS CuInxGa1-xSe2 en raison de sa composition chimique, faite d'éléments abondants (il est dépourvu de tellure et d'indium) et non toxiques (il est dépourvu de cadmium). La rareté de l'indium et surtout du tellure sont de nature à compromettre la viabilité économique à long terme des filières à CdTe et à CIGS, tandis que les éléments utilisés par les cellules à CZTS sont très largement disponibles à la surface du globe[8].
