銅基硫硒化物薄膜太陽(yáng)能電池吸收層材料的制備.pdf

1、銅基硫硒化物納米材料繼承了銅基硫族化合物的眾多材料特性，具有廣泛的應(yīng)用前景；同時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)材料硫硒比例，可實(shí)現(xiàn)對(duì)材料形貌、結(jié)構(gòu)、導(dǎo)電系數(shù)、禁帶寬度等性能的可控調(diào)節(jié)。因此眾多研究人員致力于制備性能優(yōu)良的銅基硫硒化物納米材料，并希望實(shí)現(xiàn)其商業(yè)化應(yīng)用。銅基硫硒化物納米材料制備工藝種類眾多，其中，部分基于真空或高溫條件下的制備工藝設(shè)備造價(jià)昂貴，難以實(shí)現(xiàn)商業(yè)化制備，因此本文選取非真空制備工藝進(jìn)行深入研究。其中溶劑熱法制備工藝具有成本低廉，操作簡(jiǎn)便

2、，環(huán)境友好，材料轉(zhuǎn)換率高，易于實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)等諸多優(yōu)點(diǎn)。但其瓶頸在于溶劑熱法合成銅基硫硒化物納米材料反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。為解決這一問(wèn)題，本文從反應(yīng)動(dòng)力學(xué)角度出發(fā)，對(duì)溶劑熱制備工藝反應(yīng)動(dòng)力學(xué)相關(guān)影響因素進(jìn)行總結(jié)分析，得推論：Se源反應(yīng)活性及溶解度過(guò)低是導(dǎo)致溶劑熱制備工藝反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的主要原因。根據(jù)這一推論，本文提出了一種溶劑熱制備工藝優(yōu)化方案用以合成銅基硫硒化物納米材料。并通過(guò)設(shè)計(jì)一系列對(duì)照實(shí)驗(yàn)，對(duì)以上推論及本文提出的溶劑熱法優(yōu)化方案進(jìn)行驗(yàn)證。

3、所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果與推論相一致。在后續(xù)工作中，應(yīng)用溶劑熱法優(yōu)化方案制備了一系列銅基硫硒化物，以驗(yàn)證優(yōu)化方案的有效性與可重復(fù)性。主要研究成果如下：
　　(1)在乙二胺反應(yīng)環(huán)境下用 NaBH4活化硫/硒單質(zhì)制備高反應(yīng)活性硫/硒前驅(qū)體，并用于溶劑熱法合成銅基硫硒化物納米材料，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明溶劑熱制備工藝反應(yīng)時(shí)間縮短至2h。
　　(2)使用溶劑熱法優(yōu)化方案制備了三元 Cu2-x(SySe1-y)納米材料、四元 CuIn(SxSe1-x)2納