溶液化學(xué)合成Cu2ZnSnS4納米晶及其膠體墨水薄膜.pdf

1、隨著傳統(tǒng)能源的日益枯竭和環(huán)境問(wèn)題的加劇，對(duì)新能源的研究越來(lái)越引起人們的重視。其中，太陽(yáng)能資源以其清潔無(wú)污染和取之不盡、用之不竭的優(yōu)勢(shì)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。鋅黃錫礦結(jié)構(gòu)的Cu2ZnSnS4屬于Ⅰ2-Ⅱ-Ⅳ-Ⅵ4型四元化合物硫族半導(dǎo)體材料，是良好的太陽(yáng)能電池吸收層材料。它是直接帶隙半導(dǎo)體，禁帶寬度為1.45-1.50eV，接近太陽(yáng)能電池材料的最佳禁帶寬度，吸收系數(shù)大于104cm-1。此外，Cu2ZnSnS4所含元素均為無(wú)毒無(wú)污染的常見(jiàn)元素，在地

2、殼含量較為豐富，因此，生產(chǎn)成本大大降低，副產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的污染也較小。
　　 本文研究多元醇溶液化學(xué)法Cu2ZnSnS4納米晶的合成及其膠體墨水制備，通過(guò)浸漬-提拉法制備薄膜。主要選取Cu(NO3)2，Zn(NO3)2，SnCl2為陽(yáng)離子源，以硫脲和硫代乙酰胺為硫源合成Cu2ZnSnS4納米晶。通過(guò)對(duì)反應(yīng)物配比、注入溫度、回流時(shí)間、絡(luò)合劑含量、分散劑含量和注入方式等因素變化對(duì)產(chǎn)物影響的研究，調(diào)試最佳的合成條件。采用XRD、TEM、S

3、EM、EDS、UV-Vis等測(cè)試手段對(duì)產(chǎn)物的晶體結(jié)構(gòu)、元素配比、分散性和光學(xué)性能等進(jìn)行了表征。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在四乙二醇體系中，采取將陽(yáng)離子源注入陰離子源的方式，選取反應(yīng)物的配比Cu：Zn：Sn：S=2:1.4:1:12，[Cu2+]=0.01mol/L，注入溫度為290℃，回流時(shí)間為20min，10ml前軀體溶液中檸檬酸的含量為0.2522g，60ml基液中葡萄糖含量0.1g，PVP的含量為0.2g時(shí)可以得到基本符合化學(xué)