Cu-In-Ga-Se系納米晶的多元醇溶液化學(xué)合成研究.pdf

1、本文綜述了太陽(yáng)能電池的發(fā)展和分類、薄膜的制備方法以及Cu-In-Ga-Se系納米晶的制備與改性研究。采用氯化銅,氯化銦,氯化鎵陽(yáng)離子前驅(qū)體溶液,硒粉陰離子前驅(qū)體溶液,通過(guò)一種新的多元醇溶液合成的方法制備Cu-In-Ga-Se系納米晶,并通過(guò)改變不同的多元醇溶劑,還原劑,硒源,反應(yīng)溫度和還原劑的注射溫度等方式,制備納米晶溶液,進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行表征,選擇最有利于該反應(yīng)的體系。結(jié)果表明,采用二乙二醇作為反應(yīng)的溶劑制備CIGS納米晶效果更好。所以本

2、文還采用了以二乙二醇為溶劑,采用一種綠色新型的方法--熱溶劑法,分別制備CuInSe2，CuIn0.75Ga0.25Se2,CuIn0.50Ga0.50Se2和CuGaSe2納米晶。然后研究了對(duì)CuIn0.75Ga0.25Se2納米晶的制備過(guò)程,并通過(guò)改變反應(yīng)過(guò)程中的溫度,還原劑的量，PVP的量,反應(yīng)回流的時(shí)間等工藝參數(shù)對(duì)所制備出納米晶進(jìn)行了樣品的表征,分析了熱溶劑法制備納米晶的反應(yīng)原理。具體的表征手段是:對(duì)其結(jié)構(gòu)、形貌、化學(xué)組成和光學(xué)

3、性能的影響通過(guò)X射線衍射(XRD),場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(SEM),高分辨透射電鏡(HRTEM),紫外-可見(jiàn)光分光光度計(jì)(UV-Vis)進(jìn)行了調(diào)查。研究結(jié)果表明,在210℃下回流20 min制備的CuInSe2，CuIn0.75Ga0.25Se2,CuIn0.50Ga0.50Se2和CuGaSe2納米晶的尺寸分別是19.8 nm,17.0 nm,15.6 nm和14.9 nm,禁帶寬度分別是1.01 eV,1.20 eV,1.40 eV和1.

4、68 eV。
　　本實(shí)驗(yàn)最終確定在二乙二醇體系下制備Cu-In-Ga-Se系納米晶,研究表明,在二乙二醇體系下制得的納米晶具有優(yōu)良的性能,未加入表面活性劑時(shí),合成的Cu-In-Ga-Se系納米晶粒子有著輕微的團(tuán)聚,加入PVP后,有了明顯的改善,但加大 PVP的量在熱處理后會(huì)發(fā)生碳化,對(duì)薄膜的結(jié)構(gòu)性能產(chǎn)生影響,所以怎么選擇合適的分散劑還有待研究。反應(yīng)過(guò)程還發(fā)現(xiàn),還原劑的注射溫度對(duì)制得的納米晶的化學(xué)計(jì)量比有一定的影響。Cu-In-Ga