CuInS2納米結構的液相合成及其光電特性研究.pdf

1、銅基硫屬化合物是一類重要的半導體材料,在催化、化學傳感器、光電子器件、太陽能電池等領域有著廣泛的應用。本文以三元銅基硫屬化合物銅銦硫(CuInS2)和二元銅基硫屬化合物硒化銅(Cu1.8Se、Cu2-xSe)為研究對象,系統(tǒng)研究其液相可控合成,并探討其在光電子器件領域的應用。具體研究工作如下:
　　1.以硝酸銅、硝酸銦和硫脲為反應物,通過乙二醇溶劑中的溶劑熱反應,成功合成了立方晶系CuInS2花狀微球。實驗結果表明,純相CuInS

2、2所需合成溫度為200°C,EDS分析表明產(chǎn)物為富Cu相,而220°C所得產(chǎn)物為富In相,基于CuInS2微球的場效應器件測試表明,200°C所得CuInS2微球的導電類型為p型,因而有望通過反應溫度的變化實現(xiàn)產(chǎn)物CuInS2導電類型的可控調節(jié)。光學和電學測試表明CuInS2微球的禁帶寬度約為1.62eV,電導率為~2Scm-1,與通過傳統(tǒng)高真空技術制備的CuInS2薄膜的電學性能相近,因此產(chǎn)物CuInS2微球有望作為光伏器件的吸收層材

3、料,用于為低耗、高效CuInS2基光伏器件的制備。
　　2.以硒單質、硝酸銅作為反應物,通過乙二胺溶劑中的溶劑熱反應,成功的合成了立方晶系的Cu1.8Se花狀微球。實驗結果表明,適量的表面活性劑PVP(0.5mmol)將促進均勻的立方晶系的Cu1.8Se花狀微球的形成,而隨著PVP含量的增加(5mmol),主要產(chǎn)物為轉變?yōu)榱骄礐uSe。此外,以硒單質溶于乙二胺形成的均勻溶液作為硒源,將有利于均勻的花狀微球的形成。
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4、.以硒單質、硝酸銅以及水合肼作為反應物,通過NaOH和KOH的混合堿液(Na/K原子比為48.5:51.5)中的水熱反應,成功的合成了立方晶系的Cu2-xSe納米線,SEM分析表明產(chǎn)物長達20μm,直徑約300-500nm。在Cu2-xSe納米線兩端分別蒸鍍上Cu電極和惰性的Au電極并進行電學性能測試,結果表明Cu-Cu2-xSe-Au器件的I-V曲線具有明顯的電學回滯現(xiàn)象,并具有很好的重復性,表明Cu2-xSe納米線有望應用于非易失性