CdS納米晶熱溶劑合成及其薄膜的制備.pdf

1、太陽(yáng)能電池作為一種新型能源,已經(jīng)得到了長(zhǎng)足發(fā)展,由于薄膜太陽(yáng)能電池諸多優(yōu)點(diǎn),如成本低、工藝簡(jiǎn)單、原料廉價(jià)等,備受關(guān)注。一些薄膜太陽(yáng)能電池已經(jīng)投入工業(yè)生產(chǎn),如CdTe、CuInSe2等薄膜太陽(yáng)能電池,其中CdTe／CdS薄膜太陽(yáng)能電池是薄膜太陽(yáng)能電池中應(yīng)用前景較好的一種。
　　 CdS作為Ⅱ-Ⅵ族重要的半導(dǎo)體材料,很多人已經(jīng)對(duì)CdS的制備方法、形貌、性能等進(jìn)行了廣泛的研究,使其在光、電、磁等領(lǐng)域有了很好應(yīng)用。本文采用了一種新的常壓

2、熱溶劑法研究CdS納米晶的合成,采用XRD、SEM、EDS、HRTEM、UV-Vis、FT-IR等手段對(duì)合成產(chǎn)物進(jìn)行測(cè)試表征。
　　 本文通過(guò)改變硫源、溶劑、注入順序、溫度等對(duì)合成的CdS納米晶的晶型、形貌、組成以及分散性等進(jìn)行觀察,同時(shí)也研究了是否添加絡(luò)合劑對(duì)合成產(chǎn)物的影響,并通過(guò)表面活性劑對(duì)CdS納米晶進(jìn)行改性。結(jié)果表明,硫源的注入順序和溫度能夠改變CdS納米晶的晶型,且不同的硫源會(huì)影響合成產(chǎn)物的結(jié)晶性。在乙二醇體系中,以硫

3、代乙酰胺和硝酸鎘為前軀體,將鎘源注入硫源,在120℃～190℃范圍內(nèi)所得產(chǎn)物均為閃鋅礦CdS納米晶；在復(fù)合溶劑中210℃下將硫源注入鎘源時(shí),硫代乙酰胺源所得產(chǎn)物為混相,而硫脲源所得產(chǎn)物為纖鋅礦；在乙二醇體系中,以硫脲和硝酸鎘為前軀體,在190℃下將硫源注入鎘源,回流0.5 h,無(wú)論有無(wú)絡(luò)合劑參與均合成出纖鋅礦結(jié)構(gòu)的CdS納米晶,且化學(xué)計(jì)量比接近1:1,但有絡(luò)合劑參與的合成產(chǎn)物粒徑更小。通過(guò)引入PVP分散劑,可使CdS納米晶粒子能夠在無(wú)水

4、乙醇中形成穩(wěn)定的膠體溶液。采用提拉法制膜,在450℃下熱處理所得到的薄膜煅燒前后顆粒尺寸有所增加。通過(guò)UV-Vis光譜可以看到,在350 nm～530 nm之間吸光強(qiáng),在530 nm～800 nm之間透光強(qiáng),這比較符合做太陽(yáng)能電池的窗口層材料,通過(guò)外推的辦法估算出有絡(luò)合劑參與合成、拉膜次數(shù)為15次的薄膜禁帶寬度約為2.31 ev,拉模次數(shù)為50次的薄膜禁帶寬度約為2.34eV；無(wú)絡(luò)合劑參與合成、拉模次數(shù)為40次的薄膜禁帶寬度約為2.35