Сульфид олова (II) - Tin(II) sulfide

Сульфид олова (II)[1]
Имена
Название ИЮПАК
Сульфид олова (II)
Другие имена
Моносульфид олова
Герценбергит
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
ECHA InfoCard100.013.863 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
  • 215-248-7
UNII
Характеристики
SnS
Молярная масса150,775 г / моль
Внешностьтемно-коричневое твердое вещество
Плотность5,22 г / см3
Температура плавления 882 ° С (1620 ° F, 1155 К)
Точка кипенияоколо 1230 ˚C
Нерастворимый
Структура
Тип GeS (орторомбический), oP8
ПНМА, № 62
а = 11,18 Å, б = 3,98 Å, c = 4,32 Å[2]
асимметричный 3-х кратный (сильно искаженный октаэдрический)
Опасности
Главный опасностиРаздражающий
Родственные соединения
Другой анионы
Оксид олова (II)
Селенид олова
Теллурид олова
Другой катионы
Моносульфид углерода
Моносульфид кремния
Моносульфид германия
Сульфид свинца (II)
Родственные соединения
Сульфид олова (IV)
Сульфид трибутилолова
Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверять (что проверитьY☒N ?)
Ссылки на инфобоксы

Сульфид олова (II) это химическое соединение из банка и сера. Химическая формула - SnS. В природе встречается герценбергит (α-SnS), редкий минерал. При повышенных температурах выше 905 K SnS претерпевает фазовый переход второго рода в β-SnS (пространственная группа: Cmcm, № 63).[3] в последние годы стало очевидным, что существует новый полиморф SnS, основанный на кубической кристаллической системе, известный как π-SnS (пространственная группа: P213, № 198).[4][5]

Синтез

Сульфид олова (II) может быть получен реакцией олова с серой или хлорид олова (II) с сероводород.

Sn + S → SnS
SnCl2 + H2S → SnS + 2 HCl

Характеристики

Сульфид олова (II) представляет собой твердое вещество темно-коричневого или черного цвета, не растворимое в воде, но растворимое в концентрированных соляная кислота. Сульфид олова (II) не растворяется в (NH4)2S. Имеет слоистую структуру, аналогичную структуре черного фосфора.[6] Что касается черного фосфора, сульфид олова (II) может расслаиваться ультразвуком в жидкостях для получения атомарно тонких полупроводниковых листов SnS, которые имеют более широкую оптическую запрещенную зону (> 1,5 эВ) по сравнению с массивным кристаллом.[7]

Фотоэлектрические приложения

Сульфид олова (II) - интересный потенциальный кандидат для следующего поколения тонкопленочные солнечные элементы. В настоящее время оба теллурид кадмия и CIGS (селенид галлия индия меди ) используются в качестве абсорбирующих слоев p-типа, но в их состав входят токсичные, дефицитные компоненты.[8] Сульфид олова (II), напротив, образуется из дешевых, богатых землей элементов и нетоксичен. Этот материал также имеет высокий коэффициент оптического поглощения, проводимость p-типа и средний диапазон. прямая запрещенная зона 1,3–1,4 эВ, необходимые электронные свойства для этого типа слоя поглотителя.[9] На основе подробного расчета баланса с использованием запрещенной зоны материала эффективность преобразования энергии солнечного элемента, использующего слой поглотителя сульфида олова (II), может достигать 32%, что сопоставимо с кристаллическим кремнием.[10] Наконец, сульфид олова (II) устойчив как в щелочных, так и в кислых условиях.[11] Все вышеупомянутые характеристики указывают на то, что сульфид олова (II) является интересным материалом для использования в качестве слоя поглотителя солнечных элементов.

В настоящее время тонкие пленки сульфида олова (II) для использования в фотоэлектрических элементах все еще находятся на стадии исследований, при этом эффективность преобразования энергии в настоящее время составляет менее 5%.[12] Барьеры для использования включают низкое напряжение холостого хода и невозможность реализовать многие из вышеупомянутых свойств из-за проблем при изготовлении, но сульфид олова (II) по-прежнему остается многообещающим материалом, если эти технические проблемы будут преодолены.[10]

Рекомендации

  1. ^ Запись Сульфид олова (II) в базе данных веществ GESTIS Институт охраны труда и здоровья, дата обращения 9.04.2007.
  2. ^ del Bucchia, S .; Jumas, J.C .; Маурин, М. (1981). «Вклад в состав этюдов серы (II): аффинимент структуры Sn S». Acta Crystallogr. B. 37 (10): 1903. Дои:10.1107 / s0567740881007528.
  3. ^ Видемайер, Хериберт; фон Шнеринг, Ханс Георг (1978-01-01). «Уточнение структур GeS, GeSe, SnS и SnSe: Zeitschrift für Kristallographie». Zeitschrift für Kristallographie. 148 (3–4): 295–303. Дои:10.1524 / zkri.1978.148.3-4.295.
  4. ^ Рабкин, Александр; Самуха, Шмуэль; Abutbul, Ran E .; Езерский, Владимир; Меши, Луиза; Голан, Юваль (2015-03-11). «Новые нанокристаллические материалы: ранее неизвестная простая кубическая фаза в двойной системе SnS». Нано буквы. 15 (3): 2174–2179. Дои:10.1021 / acs.nanolett.5b00209. ISSN  1530-6984. PMID  25710674.
  5. ^ Abutbul, R.E .; Сегев, Э .; Zeiri, L .; Езерский, В .; Маков, Г .; Голан, Ю. (12 января 2016 г.). «Синтез и свойства нанокристаллического π-SnS - новой кубической фазы сульфида олова». RSC Advances. 6 (7): 5848–5855. Дои:10.1039 / c5ra23092f. ISSN  2046-2069.
  6. ^ Гринвуд, Норман Н.; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн. п. 1233. ISBN  978-0-08-037941-8.
  7. ^ Брент; и другие. (2015). "Нанолисты сульфида олова (II) (SnS) жидкофазным расслоением герценбергита: двумерные атомные кристаллы основной группы IV – VI". Варенье. Chem. Soc. 137 (39): 12689–12696. Дои:10.1021 / jacs.5b08236. PMID  26352047.
  8. ^ Ginley, D .; Грин, М.А. (2008). «Преобразование солнечной энергии в 1 тераватт». Бюллетень MRS. 33 (4): 355–364. Дои:10.1557 / mrs2008.71.
  9. ^ Андраде-Арвизу, Джейкоб А .; Курель-Пьедрахита, Майкель; Виджил-Галан, Освальдо (14 апреля 2015 г.). «Тонкопленочные солнечные элементы на основе SnS: перспективы за последние 25 лет». Журнал материаловедения: материалы в электронике. 26 (7): 4541–4556. Дои:10.1007 / s10854-015-3050-z. ISSN  0957-4522. S2CID  137524157.
  10. ^ а б Наир, П. К .; Гарсия-Ангелмо, А. Р .; Наир, М. Т. С. (01.01.2016). «Кубические и ромбические тонкопленочные поглотители из SnS для солнечных элементов из сульфида олова». Physica Status Solidi A. 213 (1): 170–177. Дои:10.1002 / pssa.201532426. ISSN  1862-6319.
  11. ^ Сидел на.; Ичимура, Э. (2003). «Характеристика электрических свойств тонких пленок SnS, полученных методом электрохимического осаждения». Труды 3-й Всемирной конференции по преобразованию фотоэлектрической энергии. А.
  12. ^ Jaramillo, R .; Steinmann, V .; Ян, С .; Чакраборти, Р .; Пойндекстер, Дж. Р. (2015). «Создание солнечных элементов из SnS с рекордной эффективностью с помощью термического испарения и осаждения атомных слоев». J. Vis. Exp. (99): e52705. Дои:10.3791/52705. ЧВК  4542955. PMID  26067454.