溶液化學合成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)境問題的加劇，對新能源的研究越來越引起人們的重視。其中，太陽能資源以其清潔無污染和取之不盡、用之不竭的優(yōu)勢得到了長足的發(fā)展。鋅黃錫礦結構的Cu2ZnSnS4屬于Ⅰ2-Ⅱ-Ⅳ-Ⅵ4型四元化合物硫族半導體材料，是良好的太陽能電池吸收層材料。它是直接帶隙半導體，禁帶寬度為1.45-1.50eV，接近太陽能電池材料的最佳禁帶寬度，吸收系數大于104cm-1。此外，Cu2ZnSnS4所含元素均為無毒無污染的常見元素，在地

2、殼含量較為豐富，因此，生產成本大大降低，副產品對環(huán)境的污染也較小。
　　 本文研究多元醇溶液化學法Cu2ZnSnS4納米晶的合成及其膠體墨水制備，通過浸漬-提拉法制備薄膜。主要選取Cu(NO3)2，Zn(NO3)2，SnCl2為陽離子源，以硫脲和硫代乙酰胺為硫源合成Cu2ZnSnS4納米晶。通過對反應物配比、注入溫度、回流時間、絡合劑含量、分散劑含量和注入方式等因素變化對產物影響的研究，調試最佳的合成條件。采用XRD、TEM、S

3、EM、EDS、UV-Vis等測試手段對產物的晶體結構、元素配比、分散性和光學性能等進行了表征。
　　 實驗結果表明，在四乙二醇體系中，采取將陽離子源注入陰離子源的方式，選取反應物的配比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時可以得到基本符合化學