Sulfuro de estaño (II)

De Wikipedia, la enciclopedia libre
 
Sulfuro de estaño
General
Fórmula molecular SnS
Identificadores
Número CAS 1314-95-0[1]​
ChemSpider 377250
PubChem 426379
UNII J4580W867H
InChI=InChI=1S/S.Sn
Key: AFNRRBXCCXDRPS-UHFFFAOYSA-N
Propiedades físicas
Masa molar 151,874266 g/mol
[editar datos en Wikidata]

El sulfuro de estaño (II) es un compuesto químico de estaño y azufre. Su fórmula química es SnS. Su presencia natural es la herzenbergita (α-SnS), un mineral raro. A temperaturas elevadas por encima de 905 K, el SnS experimenta una transición de fase de segundo orden a β-SnS (grupo espacial: Cmcm, n.º 63).[2]​ En los últimos años, se ha puesto de manifiesto la existencia de un nuevo polimorfo de SnS basado en el sistema cristalino cúbico, conocido como π-SnS (grupo espacial: P213, n.º 198).[3]​[4]​

Síntesis[editar]

El sulfuro de estaño (II) puede prepararse haciendo reaccionar estaño con azufre, o cloruro de estaño (II) con sulfuro de hidrógeno.

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

Propiedades[editar]

El sulfuro de estaño (II) es un sólido marrón oscuro o negro, insoluble en agua, pero soluble en ácido clorhídrico concentrado. El sulfuro de estaño (II) es insoluble en (NH4)2S. Tiene una estructura de capas similar a la del fósforo negro.[5]​ Como en el caso del fósforo negro, el sulfuro de estaño (II) puede exfoliarse por ultrasonidos en líquidos para producir láminas de SnS semiconductoras atómicamente finas que tienen una brecha de banda óptica más amplia (>1,5 eV) en comparación con el cristal grueso.[6]​

Aplicaciones fotovoltaicas[editar]

El sulfuro de estaño(II) es un interesante candidato potencial para la próxima generación de células solares de película fina. En la actualidad, tanto el telururo de cadmio como el CIGS (seleniuro de cobre, indio y galio) se utilizan como capas absorbentes de tipo p, pero se formulan a partir de componentes tóxicos y escasos.[7]​El sulfuro de estaño(II), por el contrario, se forma a partir de elementos baratos y abundantes en la tierra, y no es tóxico. Este material también tiene un alto coeficiente de absorción óptica, conductividad de tipo p y un intervalo de banda directa de rango medio de 1,3-1,4 eV, propiedades electrónicas necesarias para este tipo de capa absorbente.[8]​ Según un cálculo de equilibrio detallado que utiliza el intervalo de banda del material, la eficiencia de conversión de energía de una célula solar que utilice una capa absorbente de sulfuro de estaño(II) podría llegar al 32%, comparable a la del silicio cristalino.[9]​ Por último, el sulfuro de estaño (II) es estable tanto en condiciones alcalinas como ácidas.[10]​ Todas las características mencionadas sugieren que el sulfuro de estaño (II) es un material interesante para ser utilizado como capa absorbente de células solares.

En la actualidad, las películas delgadas de sulfuro de estaño (II) para su uso en células fotovoltaicas se encuentran todavía en fase de investigación y desarrollo, con eficiencias de conversión de potencia inferiores al 5%.[11]​ Entre las barreras para su uso se incluyen un bajo voltaje de circuito abierto y la incapacidad de conseguir muchas de las propiedades mencionadas debido a los problemas de fabricación, pero el sulfuro de estaño (II) sigue siendo un material prometedor si se superan estos problemas técnicos.[9]​

Referencias[editar]

  1. ↑ Número CAS
  2. ↑ Wiedemeier, Heribert; von Schnering, Hans Georg (1 de enero de 1978). «Refinement of the structures of GeS, GeSe, SnS and SnSe : Zeitschrift für Kristallographie». Zeitschrift für Kristallographie (en inglés) 148 (3–4): 295-303. doi:10.1524/zkri.1978.148.3-4.295. 
  3. ↑ Rabkin, Alexander; Samuha, Shmuel; Abutbul, Ran E.; Ezersky, Vladimir; Meshi, Louisa; Golan, Yuval (11 de marzo de 2015). «New Nanocrystalline Materials: A Previously Unknown Simple Cubic Phase in the SnS Binary System». Nano Letters 15 (3): 2174-2179. Bibcode:2015NanoL..15.2174R. ISSN 1530-6984. PMID 25710674. doi:10.1021/acs.nanolett.5b00209. 
  4. ↑ Abutbul, R. E.; Segev, E.; Zeiri, L.; Ezersky, V.; Makov, G.; Golan, Y. (12 de enero de 2016). «Synthesis and properties of nanocrystalline π-SnS – a new cubic phase of tin sulphide». RSC Advances (en inglés) 6 (7): 5848-5855. Bibcode:2016RSCAd...6.5848A. ISSN 2046-2069. doi:10.1039/c5ra23092f. 
  5. ↑ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2ª edición). Butterworth-Heinemann. p. 1233. ISBN 978-0-08-037941-8. 
  6. ↑ Brent (2015). «Tin(II) Sulfide (SnS) Nanosheets by Liquid-Phase Exfoliation of Herzenbergite: IV–VI Main Group Two-Dimensional Atomic Crystals». J. Am. Chem. Soc. 137 (39): 12689-12696. PMID 26352047. doi:10.1021/jacs.5b08236. 
  7. ↑ Ginley, D.; Green, M.A. (2008). «Solar energy conversion towards 1 terawatt». MRS Bulletin 33 (4): 355-364. doi:10.1557/mrs2008.71. 
  8. ↑ Andrade-Arvizu, Jacob A.; Courel-Piedrahita, Maykel; Vigil-Galán, Osvaldo (14 de abril de 2015). «SnS-based thin film solar cells: perspectives over the last 25 years». Journal of Materials Science: Materials in Electronics (en inglés) 26 (7): 4541-4556. ISSN 0957-4522. S2CID 137524157. doi:10.1007/s10854-015-3050-z. 
  9. ↑ a b Nair, P. K.; Garcia-Angelmo, A. R.; Nair, M. T. S. (1 de enero de 2016). «Cubic and orthorhombic SnS thin-film absorbers for tin sulfide solar cells». Physica Status Solidi A (en inglés) 213 (1): 170-177. Bibcode:2016PSSAR.213..170N. ISSN 1862-6319. doi:10.1002/pssa.201532426. 
  10. ↑ Sato, N.; Ichimura, E. (2003). «Characterization of electrical properties of SnS thin films prepared by the electrochemical deposition method». Proceedings of 3rd World Conference on Photovoltaic Energy Conversion. A. 
  11. ↑ Jaramillo, R.; Steinmann, V.; Yang, C.; Chakraborty, R.; Poindexter, J. R. (2015). «Making Record-efficiency SnS Solar Cells by Thermal Evaporation and Atomic Layer Deposition». J. Vis. Exp. (99): e52705. PMC 4542955. PMID 26067454. doi:10.3791/52705. 

Enlaces externos[editar]

Obtenido de «https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Sulfuro_de_estaño_(II)&oldid=155670287»