CuCl作為銅源常溫水相合成CuInS2納米材料.pdf

1、能源危機(jī)、環(huán)境污染使太陽能電池的應(yīng)用受到廣泛關(guān)注。在眾多太陽能電池材料中， CuInS2因為其高吸光系數(shù)、合適的禁帶寬度、高理論轉(zhuǎn)換效率、性能穩(wěn)定、成本較低、低毒等優(yōu)勢，受到大家廣泛的關(guān)注。其合成方法有很多種，如溶劑熱法、磁控濺射法、噴霧熱解法等，但大多都要求真空、高溫高壓條件，或會使用毒性大的有機(jī)溶劑，條件苛刻、設(shè)備高昂。因此尋找一種制備方法簡單、條件溫和、價格低廉、低毒環(huán)保的綠色合成方案，具有十分重要的意義。
　　在我們小組之

2、前的研究中，首先是使用了金屬銅片作為銅源，在常溫常壓的大氣環(huán)境中合成了CuInS2，但是反應(yīng)緩慢，耗時較長。隨后又使用巰基乙酸作為銅的絡(luò)合劑，以CuSO4在80℃條件下合成了CuInS2，但是反應(yīng)溫度不再是常溫。上述兩種方案中，所用銅源都不是目標(biāo)產(chǎn)物中的價態(tài)，需要經(jīng)過氧化或者還原過程。且均用到了有機(jī)物做硫源，一個是硫代乙酰胺，一個是硫脲。它們的投入都是過量的，在反應(yīng)過程中會緩慢分解出有毒氣體H2S。
　　針對上述問題，為了不經(jīng)過氧

3、化還原過程加快反應(yīng)速率，反應(yīng)中不產(chǎn)生有毒的H2S氣體。本文采用了和目標(biāo)產(chǎn)物中價態(tài)相同的一價銅作為銅源，選用了絡(luò)合性稍差的無機(jī)絡(luò)合劑調(diào)控其反應(yīng)速率。選用的硫源為不需要過量的 Na2S，于常溫常壓水相條件下，一步快速合成了黃銅礦CuInS2納米材料。
　　具體的工作包括以下幾個方面：
　　1、NaCl為Cu+絡(luò)合劑合成Cu-In-S納米材料
　　以CuCl為銅源，NaCl做Cu+的助溶劑和絡(luò)合劑于水溶液中合成了具有黃銅礦結(jié)

4、構(gòu)的銅銦比約為3:1Cu-In-S納米材料。隨后通過加大反應(yīng)中絡(luò)合劑NaCl的用量，使Cu-In-S產(chǎn)物中的銅銦比下降為2:1。同時得出NaCl濃度達(dá)到一定濃度后，進(jìn)一步提高NaCl濃度并對降低產(chǎn)物中的銅銦比影響不大。并對生成無雜相黃銅礦結(jié)構(gòu)的Cu-In-S條件進(jìn)行了總結(jié)，進(jìn)行了理論分析。
　　2、NaI為Cu+絡(luò)合劑合成CuInS2納米材料
　　在前一部分工作中，我們發(fā)現(xiàn)由于NaCl對Cu+的絡(luò)合性稍差，使用NaCl只能得