水溶性Cu2ZnSn(SxSe1-x)4納米晶墨水的可控合成及光電性能研究.pdf

1、銅鋅錫硫Cu2ZnSnS4(CZTS)是一種p型直接帶隙半導(dǎo)體材料，其體材料禁帶寬度為1.5 eV，吸光系數(shù)高(104 cm-1)，其組成元素成本低廉、環(huán)境友好，是一種具有廣泛應(yīng)用前景的薄膜太陽能電池光吸收材料。為了拓寬CZTS的吸光范圍，通常會(huì)在CZTS中引入Se元素形成Cu2ZnSn(SxSe1-x)4(CZTSSe)。與需要使用昂貴高真空設(shè)備的技術(shù)（如磁控濺射、共蒸發(fā)等）相比，溶液法制備CZTSSe薄膜可降低生產(chǎn)能耗與成本，適合大

2、規(guī)模制備，適合發(fā)展低成本太陽能電池。溶液法制備CZTSSe納米晶薄膜是一種新型低成本太陽能電池技術(shù)。所報(bào)道的CZTSSe納米晶是采用溶劑熱法合成，具有較高的反應(yīng)溫度（200-300℃），并且CZTSSe納米晶表面包覆有長鏈有機(jī)分子，難以去除，并會(huì)嚴(yán)重影響CZTSSe電池器件的光伏性能。
　　本論文中，我們通過設(shè)計(jì)新型配合物離子、發(fā)展一種室溫條件下制備水溶性CZTSSe納米晶墨水的方法，該方法無需加熱、不涉及使用有毒溶劑、不使用長鏈

3、有機(jī)溶劑，具有成本低廉、環(huán)境友好、適合宏量制備等優(yōu)點(diǎn)。采用XRD、SEM、HRTEM、EDS、Raman對(duì)CZTSSe納米晶的成分、形貌、尺寸、晶體結(jié)構(gòu)等特征進(jìn)行分析表征。所合成的CZTSSe納米晶具有四方纖鋅礦結(jié)構(gòu)，可以在0.35≤x≤1.0范圍內(nèi)調(diào)控Cu2ZnSn(SxSe1-x)4中的S/Se比;納米晶尺寸約為5nm左右，具有顯著的量子尺寸效應(yīng)，所合成的CZTS和CZTSSe(x=0.35)納米晶禁帶寬度分別為1.96和1.83