二元硫化物的合成與特性表征分析.pdf

1、近代以來，能源一直是人們生活中至關(guān)重要的物質(zhì)基礎(chǔ)，其在人類社會(huì)發(fā)展、生產(chǎn)力進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方面起到重要作用。而如今，這些能源主要來源于煤、石油、天然氣等資源，而這些資源又為不可再生資源，且在使用過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的污染氣體，危害人類生存環(huán)境。因此，開發(fā)、開采新型、清潔、可再生能源則是當(dāng)今重大問題。太陽能作為一種新型清潔能源越來越受到人們的青睞，因而科研人員生產(chǎn)制造出了一系列太陽能電池，來更好的利用太陽能產(chǎn)生能量。傳統(tǒng)的硅基太陽能電池已經(jīng)投

2、入到生產(chǎn)應(yīng)用中，并取得了較好的成果，然而，硅基太陽能電池在生產(chǎn)過程中，會(huì)產(chǎn)生污染環(huán)境的物質(zhì)，因此，在未來的發(fā)展中，硅基太陽能電池的發(fā)展會(huì)受到限制。另一種新型的太陽能電池，是銅銦鎵硒太陽能電池，然而該種電池中所含有的鎵、銦元素，是地球存儲(chǔ)中的稀有元素，含量較少，不利于大量使用，另外，這兩種元素具有一定的毒性，這一問題也在很大的程度上，限制了銅銦鎵硒這類太陽能電池的大批量生產(chǎn)應(yīng)用。因此，需要我們研發(fā)出多種材料用于新型太陽能電池，來解決目前面

3、臨的限制，解決問題。
　　本文主要研究了兩種二元的硫族化合物:硫化鉛(PbS)和硫化鐵(FeS2)，二者均可用于太陽能電池生產(chǎn)中，且已被證明的成果表明，采用二者制成的太陽能電池具有較高的轉(zhuǎn)換效率。本文主要內(nèi)容為采用簡(jiǎn)便方法合成二元硫族化合物，并對(duì)其結(jié)構(gòu)形貌進(jìn)行表征分析，主要內(nèi)容分為兩個(gè)方面:
　　1.兩種方法合成PbS納米顆粒及其性能表征:首先，采用醋酸鉛[Pb(Ac)2·3H2O]為鉛源，硫代乙酰胺(TAA)為硫源，以十二

4、烷基硫酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨，即SDS和CTAB，共同作為表面活性劑，在常溫下成功合成了PbS納米晶，利用XRD、紫外-可見分光光度計(jì)、SEM、TEM等，對(duì)合成產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)、形貌以及光學(xué)特性進(jìn)行了表征分析，發(fā)現(xiàn)合成的PbS為尺寸均勻的球形納米晶，對(duì)合成的PbS納米晶的形成機(jī)理進(jìn)行了初探，結(jié)果表明常溫下合成的PbS，在SDS的烷基鏈模板、CTAB產(chǎn)生的微膠束軟模板的共同作用下，生成球狀PbS納米晶。其次，采用熱注入法制備了納米片狀的Pb

5、S納米材料，所的產(chǎn)物為形貌均勻，大小為200-300nm的納米片，該方法較簡(jiǎn)便，操作簡(jiǎn)單，且反應(yīng)時(shí)間較短，便于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。
　　2.采用溶劑熱法，以硝酸鐵九水合物[Fe(NO3)3·9H2O]為鐵源，L-半胱氨酸為硫源，乙醇胺、去離子水為反應(yīng)溶劑，一步合成硫化鐵納米顆粒。由于乙醇胺在反應(yīng)過程中起到了重要的催化作用，因此通過改變乙醇胺和去離子水的體積比，成功合成了不同形貌、不同結(jié)構(gòu)的硫化鐵納米顆粒，采用XRD、SEM對(duì)不同的產(chǎn)物