[發明專利]一種超細納米晶Cu2ZnSnS4的制備方法有效
| 申請號： | 201310203136.8 | 申請日： | 2013-05-28 |
| 公開（公告）號： | CN103408065A | 公開（公告）日： | 2013-11-27 |
| 發明（設計）人： | 汪浩;鄭慧娟;栗曉辰;孫玉繡;劉晶冰;嚴輝;朱滿康;王如志;侯育冬;張銘 | 申請（專利權）人： | 北京工業大學 |
| 主分類號： | C01G19/00 | 分類號： | C01G19/00 |
| 代理公司： | 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203 | 代理人： | 張慧 |
| 地址： | 100124 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 納米 cu sub znsns 制備 方法 | ||
技術領域
本發明屬于功能材料技術領域，具體涉及一種超細納米晶Cu2ZnSnS4的制備方法。?
背景技術
能源問題是制約未來經濟社會發展的全球性問題。近年來，作為清潔能源的太陽能發展迅速，越來越受到社會各界的矚目。目前，太陽能電池主要包括晶體硅太陽能電池、非晶硅太陽能電池和銅銦鎵硒（CuIn1-xGaxSe2）薄膜太陽能電池。但是晶體硅太陽能電池成本高，不利于大規模生產利用。而非晶硅太陽能電池由于轉換效率及穩定性不高而使得大面積的光電轉換效率難以進一步提高。在過去的幾十年，CuIn1-xGaxSe2太陽能電池成為研究的主流。但是CuIn1-xGaxSe2太陽能電池由于含有In和Ga兩種稀有元素，最終限制了它的產量化應用。因此需要尋找一種成本低廉、高效的材料是太陽能電池大規模生產的關鍵。?
銅鋅錫硫（Cu2ZnSnS4）薄膜太陽能電池作為一種新型的薄膜太陽能電池，其吸收層材料Cu2ZnSnS4具有和黃銅礦結構的CuIn1-xGaxSe2相似的晶體結構，吸收系數高達104cm-1，禁帶寬度為1.05-1.5eV，與太陽能電池最佳的禁帶寬度相匹配，且其各元素在地球含量豐富，可以大大降低生產成本，因此日益受到人們的廣泛關注。?
Cu2ZnSnS4的制備方法包括真空沉積和非真空沉積。真空沉積技術不僅需要昂貴的設備，而且對原材料造成極大地浪費。真空方法制備銅鋅錫硫薄膜太陽能電池的最高轉換效率僅為8.4%，而目前制備銅鋅錫硫效率薄膜太陽能電池的最高轉換效率為11.1%，其吸收層薄膜的制備方法為非真空的納米晶墨水涂覆。?
納米晶墨水涂覆法是指將制備的納米晶分散在有機溶劑中，通過旋涂、提拉等方式制備前驅體薄膜，然后在適當的條件下進行后期的熱處理。從后期熱處理要求來看，納米晶應具有良好的結晶性、單分?散性及尺度均勻性，才能盡量避免納米晶的團聚以及氣孔的產生，以獲得致密的薄膜。但前期納米晶制備一般都是在高分子有機溶劑中進行，后期的涂膜工藝也需要晶納米晶先分散到有機高分子溶劑中配制成墨水。這些高分子有機物不可能在低溫下完全揮發，在退火熱處理過程中，則會發生碳化，薄膜中不可避免的會有殘余碳存在，這些殘余碳會在晶界處形成大量的缺陷態，充當電子空穴的復合中心，降低載流子壽命；或者阻礙退火時各元素的相互擴散，抑制Cu2ZnSnS4晶粒的生長。最終對整個銅鋅錫硫薄膜太陽能的光電轉換效率產生極大的影響。?
發明內容
本發明目的在于提供一種低碳、低毒、成本低廉的Cu2ZnSnS4納米晶的制備方法。?
本發明的技術方案是：?
一種超細納米晶Cu2ZnSnS4的制備方法，其特征在于，包括如下的步驟：?
（1）前軀體的合成：?
二乙基二硫代氨基甲酸銅(Cu（DDTC)2)的制備：按照摩爾比2:1分別稱取二乙基二硫代氨基甲酸鈉（(C2H5)2NCSSNa，簡稱銅試劑）和CuCl2，分別用去離子水溶解后將CuCl2溶液逐滴滴加到(C2H5)2NCSSNa溶液里，常溫反應5-20min后用去離子水離心，將所得黑色粉末置于干燥箱中40℃-80℃烘干，即可；?
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