Siarczek cyny (II) - Tin(II) sulfide
Nazwy | |
---|---|
Nazwa IUPAC
Siarczek cyny (II)
|
|
Inne nazwy | |
Identyfikatory | |
Model 3D ( JSmol )
|
|
Karta informacyjna ECHA | 100.013.863 |
Numer WE | |
PubChem CID
|
|
UNII | |
Pulpit nawigacyjny CompTox ( EPA )
|
|
|
|
|
|
Nieruchomości | |
SnS | |
Masa cząsteczkowa | 150,775 g / mol |
Wygląd | ciemnobrązowe ciało stałe |
Gęstość | 5,22 g / cm 3 |
Temperatura topnienia | 882 ° C (1620 ° F, 1155 K) |
Temperatura wrzenia | około 1230 ˚C |
Nierozpuszczalny | |
Struktura | |
Typ GeS (rombowy), oP8 | |
Pnma, nr 62 | |
a = 11,18 A, b = 3,98 A, c = 4,32 A
|
|
asymetryczny 3-krotny (mocno zniekształcona ośmiościenna) | |
Zagrożenia | |
Główne zagrożenia | Drażniący |
Związki pokrewne | |
Inne aniony
|
Tlenek cyny (II) Selenek cyny Tellurku cyny |
Inne kationy
|
Monosiarczek węgla Monosiarczek krzemu Monosiarczek germanu Siarczek ołowiu (II) |
Związki pokrewne
|
Siarczek cyny (IV) Siarczek tributylocyny |
O ile nie zaznaczono inaczej, dane podano dla materiałów w ich stanie standardowym (przy 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). |
|
zweryfikować ( co to jest ?) | |
Referencje Infobox | |
Cyny (II), siarczek jest związek chemiczny z cyny i siarki . Wzór chemiczny to SnS. Jego naturalne występowanie dotyczy rzadkiego minerału herzenbergitu (α-SnS). W podwyższonych temperaturach powyżej 905 K, SnS ulega przemianie fazowej drugiego rzędu w β-SnS (grupa przestrzenna: Cmcm, nr 63). w ostatnich latach stało się oczywiste, że istnieje nowy polimorf SnS oparty na sześciennym układzie kryształów, znany jako π-SnS (grupa przestrzenna: P2 1 3, nr 198).
Synteza
Siarczek cyny (II) można otrzymać w reakcji cyny z siarką lub chlorku cyny (II) z siarkowodorem .
- Sn + S → SnS
- SnCl 2 + H 2 S → SnS + 2 HCl
Nieruchomości
Siarczek cyny (II) jest ciemnobrązową lub czarną substancją stałą, nierozpuszczalną w wodzie, ale rozpuszczalną w stężonym kwasie solnym . Siarczek cyny (II) jest nierozpuszczalny w (NH 4 ) 2 S. Ma strukturę warstwową podobną do fosforu czarnego. Podobnie jak w przypadku czarnego fosforu, siarczek cyny (II) może być usuwany ultradźwiękowo w cieczach w celu wytworzenia atomowo cienkich półprzewodnikowych arkuszy SnS, które mają szerszą optyczną przerwę energetyczną (> 1,5 eV) w porównaniu z masą kryształu.
Zastosowania fotowoltaiczne
Siarczek cyny (II) jest interesującym potencjalnym kandydatem na cienkowarstwowe ogniwa słoneczne nowej generacji . Obecnie zarówno tellurek kadmu , jak i CIGS ( selenek miedziowo-indowo-galowy ) są stosowane jako warstwy absorbera typu p, ale są one formułowane z toksycznych, rzadkich składników. Natomiast siarczek cyny (II) powstaje z tanich pierwiastków występujących w dużej ilości w ziemi i jest nietoksyczny. Materiał ten ma również wysoki współczynnik absorpcji optycznej, przewodnictwo typu p i średni zakres bezpośredniego pasma wzbronionego 1,3-1,4 eV, wymagane właściwości elektroniczne dla tego typu warstwy absorbera. Opierając się na szczegółowym wyliczeniu bilansu z wykorzystaniem przerwy wzbronionej materiałowej, sprawność konwersji mocy ogniwa słonecznego wykorzystującego warstwę absorbera siarczku cyny (II) może wynosić nawet 32%, co jest porównywalne z krystalicznym krzemem. Wreszcie siarczek cyny (II) jest stabilny zarówno w środowisku zasadowym, jak i kwaśnym. Wszystkie wyżej wymienione cechy sugerują, że siarczek cyny (II) jest interesującym materiałem do zastosowania jako warstwa absorbera ogniwa słonecznego.
Obecnie cienkie warstwy siarczku cyny (II) do stosowania w ogniwach fotowoltaicznych są nadal w fazie badawczej rozwoju, a sprawność konwersji energii jest obecnie mniejsza niż 5%. Przeszkody w zastosowaniu obejmują niskie napięcie w obwodzie otwartym i niemożność zrealizowania wielu z powyższych właściwości ze względu na wyzwania w produkcji, ale siarczek cyny (II) nadal pozostaje obiecującym materiałem, jeśli te techniczne wyzwania zostaną przezwyciężone.
Bibliografia
- ^ Record of Tin (II) sulfide in the GESTIS Substance Database of the Institute for Occupational Safety and Health , dostęp dnia 4/9/2007.
- ^ del Bucchia, S .; Jumas, JC; Maurin, M. (1981). „Contribution a l'etude de composes sulphures d'etain (II): Affinement de la structure de Sn S”. Acta Crystallogr. B . 37 (10): 1903. doi : 10,1107 / s0567740881007528 .
- ^ Wiedemeier Heribert; von Schnering, Hans Georg (01.01.1978). „Udoskonalenie struktur GeS, GeSe, SnS i SnSe: Zeitschrift für Kristallographie”. Zeitschrift für Kristallographie . 148 (3–4): 295–303. doi : 10.1524 / zkri.1978.148.3-4.295 .
- ^ Rabkin, Aleksander; Samuha, Shmuel; Abutbul, Ran E .; Ezersky, Vladimir; Meshi, Louisa; Golan, Yuval (11.03.2015). „Nowe materiały nanokrystaliczne: wcześniej nieznana prosta faza sześcienna w układzie binarnym SnS”. Nano Letters . 15 (3): 2174–2179. doi : 10.1021 / acs.nanolett.5b00209 . ISSN 1530-6984 . PMID 25710674 .
- ^ Abutbul, RE; Segev, E .; Zeiri, L .; Ezersky, V .; Makov, G .; Golan, Y. (12.01.2016). „Synteza i właściwości nanokrystalicznego π-SnS - nowej fazy regularnej siarczku cyny”. RSC Advances . 6 (7): 5848–5855. doi : 10.1039 / c5ra23092f . ISSN 2046-2069 .
- ^ Greenwood, Norman N .; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann . p. 1233. ISBN 978-0-08-037941-8 .
- ^ Brent; et al. (2015). „Nanosachki siarczku cyny (II) (SnS) przez eksfoliację herzenbergitu w fazie ciekłej: dwuwymiarowe kryształy atomowe grupy głównej IV – VI” . J. Am. Chem. Soc . 137 (39): 12689-12696. doi : 10.1021 / jacs.5b08236 . PMID 26352047 .
- ^ Ginley, D .; Zielony, MA (2008). „Konwersja energii słonecznej w kierunku 1 terawata” . Biuletyn MRS . 33 (4): 355–364. doi : 10.1557 / mrs2008.71 .
- ^ Andrade-Arvizu, Jacob A .; Courel-Piedrahita, Maykel; Vigil-Galán, Osvaldo (14.04.2015). „Cienkowarstwowe ogniwa słoneczne na bazie SnS: perspektywy na przestrzeni ostatnich 25 lat”. Journal of Materials Science: Materials in Electronics . 26 (7): 4541–4556. doi : 10.1007 / s10854-015-3050-z . ISSN 0957-4522 . S2CID 137524157 .
- ^ a b Nair, PK; Garcia-Angelmo, AR; Nair, MTS (01.01.2016). „Sześcienne i rombowe cienkowarstwowe absorbery SnS do ogniw słonecznych z siarczku cyny”. Physica Stan szelągów . 213 (1): 170–177. doi : 10.1002 / pssa.201532426 . ISSN 1862-6319 .
- ^ Sato, N .; Ichimura, E. (2003). „Charakterystyka właściwości elektrycznych cienkich warstw SnS otrzymanych metodą osadzania elektrochemicznego”. Materiały z III Światowej Konferencji Przemiany Energii Fotowoltaicznej . .
- ^ Jaramillo, R .; Steinmann, V .; Yang, C .; Chakraborty, R .; Poindexter, JR (2015). „Tworzenie rekordowo wydajnych ogniw słonecznych SnS poprzez parowanie termiczne i osadzanie warstw atomowych” . J. Vis. Exp. (99): e52705. doi : 10.3791 / 52705 . PMC 4542955 . PMID 26067454 .