Từ năm 1970 các hợp chất chalcopyrite ba thành phần đã nhận đƣợc nhiều sự quan tâm và nghiên cứu chế tạo dƣới dạng màng mỏng. Màng CuInS2 đƣợc chế tạo bằng phƣơng pháp bốc bay chân không đã đƣợc công bố bởi Kazmerski [24]. Báo cáo đã chỉ ra rằng màng CuInS2 tồn tại hai loại bán dẫn n và p tùy theo nồng độ lƣu huỳnh, với nồng độ lƣu huỳnh cao thì các màng CuInS2 đều là bán dẫn loại p. Từ đó cho đến nay, màng CuInS2 đã đƣợc chế tạo bởi rất nhiều phƣơng pháp khác nhau nhƣ phún xạ RF, phun nhiệt phân, lắng đọng hóa học.
Tinh thể CuInS2 có vùng cấm thẳng, độ rộng năng lƣợng vùng cấm ~1,5 eV, đƣợc quan tâm nghiên cứu chế tạo dạng màng mỏng để ứng dụng làm pin mặt trời do sự hấp thụ quang học cao. CuInS2 có khả năng bền vững đối với các tia vũ trụ, nên đƣợc ứng dụng đặc biệt trong các hệ thống thiết bị đặt trong vũ trụ. Pin mặt trời có hiệu suất 18,8 % đã đƣợc chế tạo trên cơ sở màng mỏng CuInS2. Về nguyên tắc, các pin năng lƣợng mặt trời dựa trên chalcopyrit lƣu huỳnh nhƣ CuInS2 có tiềm năng cho hiệu quả cao tƣơng tự nhƣ các pin dựa trên chalcopyrite selen. Sự phát triển của CuInS2 là hấp dẫn, bởi vì thay thế selen độc hại bằng lƣu huỳnh không độc hại. Hơn nữa, vật liệu này có thể đƣợc thực hiện cả hai loại dẫn n và p, cho phép chế tạo các homojunction và các pin năng lƣợng mặt trời dị thể. Về mặt lý thuyết điện áp hở mạch của các pin năng lƣợng mặt trời CuInS2 có thể cao hơn so với điện áp của pin Cu (In,Ga)Se2. Màng CuInS2 có thể đƣợc chế tạo một cách dễ dàng với lƣợng lớn theo quy trình công nghiệp. Các pin năng lƣợng mặt trời CuInS2 dự kiến sẽ cho thấy hiệu quả vƣợt trội so với những pin năng lƣợng
mặt trời Cu (In,Ga)Se2.
Một số kết quả nghiên cứu rất gần đây trên hệ vật liệu CuInS2 cấu trúc nanô cho thấy ngoài ứng dụng đã rõ ràng là làm vật liệu biến đổi quang-điện trong pin mặt trời, nó còn có triển vọng làm vật liệu phát quang trong vùng phổ vàng cam-đỏ với hiệu suất huỳnh quang cao. Các nghiên cứu về hệ vật liệu bán dẫn hợp chất ba nguyên tố CuInS2 có cấu trúc tinh thể nanô còn rất mới mẻ, nhƣng đã cho thấy triển vọng ứng dụng của chúng, đặc biệt nhƣ là loại vật liệu phát quang hiệu suất cao không chứa Cd. Sự góp mặt của CuInS2 là tiền đề tốt để đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội trong lĩnh vực vật liệu và linh kiện quang điện tử.
1.3. GIỚI THIỆU VẬT LIỆU CADMIUM SULPHIDE (CdS)
CdS là chất bán dẫn có màu vàng thuộc nhóm Cadmium Chalcogendes (CdS, CdSe và CdTe) có vùng cấm ~ 2,42 eV, chiết suất và hệ số hấp thụ cao, bền và dễ gia công do đó đƣợc sử dụng rộng rãi nhƣ chất cảm quang (chất nhạy sáng). CdS là một trong các vật liệu quang dẫn tốt nhất, có hiệu quả phát quang cao trong phạm vi phổ màu xanh lá cây. Do đó, CdS là vật liệu có tiềm năng cho spintronics, điốt phát quang, quang học phi tuyến tính và các tế bào hóa học trong quang điện tử và xúc tác quang điện, laser, màng mỏng bán dẫn. Bên cạnh đó, CdS là một hợp chất có độc tính, đặc biệt nếu hít phải nhƣ bụi và các hợp chất cadimi nói chung đƣợc phân loại là các chất gây ung thƣ. Ngoài ra, các vấn đề về sự tƣơng thích sinh học đã đƣợc báo cáo khi CdS đƣợc sử dụng làm màu trong các hình xăm.