Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid
Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (Kurzbezeichnung CIGS, chemische Formel CuInxGa(1−x)Se2) ist ein I-III-VI-Verbindungshalbleiter bestehend aus Kupfer (Cu), Indium (In), Gallium (Ga) und Selen (Se). Es ist ein Mischkristall und besteht aus den beiden Ausgangssubstanzen Kupfer-Indium-Diselenid, oft auch als CIS bezeichnet, und Kupfer-Gallium-Diselenid, oft auch als CGS bezeichnet. Die chemische Bindung ist wegen ihres Kristallaufbaues den Chalkopyriten mit der Raumgruppe I42d (Raumgruppen-Nr. 122) zugeordnet. Über das Mischungsverhältnis der beiden Ausgangssubstanzen, ausgedrückt durch den Faktor x in der chemischen Bezeichnung, der im Bereich 0 bis 1 liegen kann, können verschiedene Stoffeigenschaften beeinflusst werden. So beträgt der Bandabstand je nach Mischungsverhältnis 1,02 eV für x = 1 (reines Kupfer-Indium-Diselenid) bis 1,7 eV für x = 0 (reines Kupfer-Gallium-Diselenid).[2]
| Kristallstruktur | |||||||||
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| _ Kupfer _ Selen _ Indium oder Gallium | |||||||||
| Raumgruppe |
I42d (Nr. 122) | ||||||||
| Allgemeines | |||||||||
| Name | Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid | ||||||||
| Andere Namen |
CIGS | ||||||||
| Verhältnisformel | CuInxGa(1−x)Se2 | ||||||||
| Externe Identifikatoren/Datenbanken | |||||||||
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| Eigenschaften | |||||||||
| Molare Masse | variabel | ||||||||
| Aggregatzustand |
fest | ||||||||
| Dichte |
≈ 5,7 g/cm3[1] | ||||||||
| Schmelzpunkt |
990–1070 °C (x=1–0)[2] | ||||||||
| Sicherheitshinweise | |||||||||
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| Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). | |||||||||
CIGS wird unter anderem als Werkstoff in Dünnschicht-CIGS-Solarzellen eingesetzt. Durch entsprechende Wahl des Bandabstandes kann die Anwendung dieses Halbleiterwerkstoffes in der Photovoltaik optimiert werden.[5]
Einzelnachweise
Bearbeiten- ↑ LTS Chem: MSDS ( vom 3. Dezember 2013 im Internet Archive)
- ↑ a b T. Tinoco, C. Rincón, M. Quintero, G. Sánchez Pérez: Phase Diagram and Optical Energy Gaps for CuInyGa1−ySe2 Alloys. In: Physica Status Solidi (a). 124. Jahrgang, Nr. 2, 1991, S. 427–434, doi:10.1002/pssa.2211240206.
- ↑ Eintrag zu Selenverbindungen in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 25. Juli 2021. (JavaScript erforderlich)
- ↑ Nicht explizit in Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP) gelistet, fällt aber mit der angegebenen Kennzeichnung unter den Gruppeneintrag Selenverbindungen mit Ausnahme von Cadmiumsulfoselenid, soweit in diesem Anhang nicht gesondert aufgeführt im Classification and Labelling Inventory der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA), abgerufen am 25. Juli 2021. Hersteller bzw. Inverkehrbringer können die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung erweitern.
- ↑ DOE Solar Energy Technologies Program Peer Review. (PDF; 1,1 MB) U.S. department of energy 2009, abgerufen am 10. Februar 2011.