CuInS-,2-納米顆粒的制備與研究.pdf

1、CuIn(S/Se)2(簡(jiǎn)稱CIS)是一種直接帶隙半導(dǎo)體材料，吸收系數(shù)高、帶隙可調(diào)、轉(zhuǎn)換效率高、性能穩(wěn)定，并且具有優(yōu)良的抗干擾、耐輻射能力而受到各國(guó)光伏研究人員的關(guān)注，成為最有發(fā)展前途的太陽(yáng)能電池之一。通常晶粒邊界存在著比較多的缺陷和雜質(zhì)，它們?cè)黾恿溯d流子復(fù)合率，從而導(dǎo)致電池性能的下降。但是對(duì)于CIS半導(dǎo)體材料，實(shí)驗(yàn)表明，其光電轉(zhuǎn)換效率多晶所制薄膜要明顯高于單晶薄膜。而理論計(jì)算結(jié)果也印證了這一點(diǎn)：CIGS晶粒邊界處價(jià)帶頂要比晶粒內(nèi)部的價(jià)

2、帶頂?shù)?00meV，造成了空穴難以向晶粒邊界移動(dòng)，同時(shí)又不影響電子的移動(dòng)。其最終結(jié)果是顯著減小了電子與空穴在晶粒邊界處的復(fù)合，而沒(méi)有導(dǎo)致電荷遷移率的降低。這種性質(zhì)對(duì)于多晶材料具有廣泛的意義，而且對(duì)于多晶薄膜展示了廣泛的應(yīng)用前景。同時(shí)也吸引了人們對(duì)CIS薄膜材料的極大關(guān)注。
　　 本論文主要內(nèi)容如下：
　　 1.利用一步法，以乙酰丙酮銅(Cu(acac)2)，乙酰丙酮銦(In(acac)3)以及硫代乙酰胺(TAA)為原料，

3、在十六烷基三甲基溴化(CTAB)銨作用下，制備了CuInS2納米顆粒。X射線衍射(XRD)和透射電子顯微鏡(TEM)分析結(jié)果顯示：在以鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)為溶劑的體系中，得到的是六邊形的納米顆粒，樣品分散性很好，晶體粒徑在20～50nm。在以鄰二氯苯(DCB)為溶劑為溶劑的體系中，得到的樣品晶體結(jié)構(gòu)為四方相的黃銅礦。研究了反應(yīng)條件對(duì)合成CIS粉體物相和形貌的影響。結(jié)果顯示在DOP為溶劑的體系中溫度與加料方式對(duì)樣品物相與形貌有很大影

4、響，而在DCB為溶劑體系中產(chǎn)CTAB對(duì)樣品物相有調(diào)節(jié)作用。并測(cè)得制備的CuInS2樣品的I-V曲線，顯示了半導(dǎo)體整流特性。
　　 2.利用溶劑熱法以一水合醋酸銅(Cu(CH3COO)2·H2O)，氯化銦(InCl3)，二硫化碳(CS2)為主要原料制備了CuInS2納米粉體。通過(guò)XRD和TEM分析表明：以苯甲醚(anisole)為溶劑在十八胺(ODA)作用下，在200℃下反應(yīng)24h可以得到平均粒徑大小大約為20nm左右，形狀不規(guī)則