[發明專利]Cu2ZnSnS4敏化TiO2光陽極及其原位制備方法和應用有效
| 申請號： | 201510655769.1 | 申請日： | 2015-10-12 |
| 公開（公告）號： | CN105261483B | 公開（公告）日： | 2018-06-29 |
| 發明（設計）人： | 田原;錢天悅;肖竹君;李后興;王焱;黃守雙;宰建陶;錢雪峰 | 申請（專利權）人： | 上海交通大學 |
| 主分類號： | H01G9/042 | 分類號： | H01G9/042;H01G9/20 |
| 代理公司： | 上海科盛知識產權代理有限公司 31225 | 代理人： | 陳亮 |
| 地址： | 200240 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 敏化 光陽極 透明導電 原位制備 基底 聚四氟乙烯反應釜 二氧化鈦光陽極 光電傳感器 太陽能電池 光電催化 光電響應 洗滌干燥 原位生長 還原劑 納米晶 修飾劑 附著 硫源 銅鹽 錫鹽 鋅鹽 制備 應用 靈敏 溶解 取出 | ||
1.Cu2ZnSnS4敏化TiO2光陽極，其特征在于，該光陽極包括負載在透明導電基底上的TiO2層和附著在TiO2層上的純相Cu2ZnSnS4納米晶，采用以下步驟制備得到：
(1)將銅鹽、鋅鹽、錫鹽、還原劑和修飾劑按摩爾比為2：1：1.2：1-15：1-35混合后與硫源加入到聚四氟乙烯反應釜中，硫源的量為銅鹽、鋅鹽、錫鹽之和的1-40倍，然后加入水進行溶解，配成濃度為0.01-1M的溶液，所述的修飾劑為巰基乙酸、巰基丙酸或巰基丁酸中的一種或多種混合物；
(2)在所配置的前軀體溶液之中加入帶有TiO2層的透明導電基底；
(3)控制溫度為100-200℃，原位生長反應1-24h，取出后洗滌干燥，即制備得到Cu2ZnSnS4敏化TiO2光陽極。
2.根據權利要求1所述的Cu2ZnSnS4敏化TiO2光陽極，其特征在于，所述的透明導電基底為摻雜氟的SnO2透明導電玻璃(FTO)、摻雜In的SnO2透明導電玻璃(ITO)或鋁摻雜的氧化鋅(ZnO)透明導電玻璃(AZO)中的一種。
3.根據權利要求1所述的Cu2ZnSnS4敏化TiO2光陽極，其特征在于，所述的TiO2層為二氧化鈦納米結構。
4.根據權利要求1所述的Cu2ZnSnS4敏化TiO2光陽極，其特征在于，所述的TiO2層包括二氧化鈦的納米線、納米棒、納米粒子堆積而成的多孔層、一維TiO2陣列、具有分級結構的TiO2陣列結構中的一種或兩種以上復合。
5.根據權利要求1所述的Cu2ZnSnS4敏化TiO2光陽極，其特征在于，所述的純相Cu2ZnSnS4納米晶的粒徑小于100nm。
6.如權利要求1-5中任一項所述的Cu2ZnSnS4敏化TiO2光陽極的原位制備方法，其特征在于，該方法采用以下步驟：
(1)將銅鹽、鋅鹽、錫鹽、還原劑和修飾劑按摩爾比為2：1：1.2：1-15：1-35混合后與硫源加入到聚四氟乙烯反應釜中，硫源的量為銅鹽、鋅鹽、錫鹽之和的1-40倍，然后加入水進行溶解，配成濃度為0.01-1M的溶液；
(2)在所配置的前軀體溶液之中加入帶有TiO2層的透明導電基底；
(3)控制溫度為100-200℃，原位生長反應1-24h，取出后洗滌干燥，即制備得到Cu2ZnSnS4敏化TiO2光陽極。
7.根據權利要求6所述的Cu2ZnSnS4敏化TiO2光陽極的原位制備方法，其特征在于，
所述的銅鹽選自乙酸銅、硝酸銅、硫酸銅、高氯酸銅、氯化亞銅或氰化亞銅中的至少一種；
所述鋅鹽選自乙酸鋅、硝酸鋅、硫酸鋅、高氯酸鋅或磷酸鋅中的至少一種；
所述的錫鹽選自草酸亞錫、硫酸亞錫、氯化錫、乙酸錫或乙酸亞錫中的至少一種；
所述的硫源選自硫粉、硫化鉀、硫代硫酸鈉、或硫代乙酰胺中的至少一種。
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