[發(fā)明專利]一種Cu2ZnSnS4/石墨烯復(fù)合半導(dǎo)體薄膜的制備方法及其應(yīng)用有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201610014225.1 | 申請日： | 2016-01-11 |
| 公開（公告）號： | CN105669045B | 公開（公告）日： | 2018-04-24 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 龐洲駿;招瑜;魏愛香;劉俊;肖志明;陳鎮(zhèn)海 | 申請（專利權(quán)）人： | 廣東工業(yè)大學(xué) |
| 主分類號： | C03C17/34 | 分類號： | C03C17/34;H01G9/042;H01L31/0224;H01L31/04 |
| 代理公司： | 廣州市南鋒專利事務(wù)所有限公司44228 | 代理人： | 劉媖 |
| 地址： | 510090 廣東*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 cu sub znsns 石墨 復(fù)合 半導(dǎo)體 薄膜 制備 方法 及其 應(yīng)用 | ||
1.一種Cu2ZnSnS4/石墨烯復(fù)合半導(dǎo)體薄膜的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：
（1）FTO 導(dǎo)電玻璃襯底的清洗：將摻F的SnO2透明導(dǎo)電玻璃FTO依次放入丙酮、無水乙醇和去離子水中各超聲清洗10 min，烘干；
（2）制備石墨烯薄膜骨架：在50ml乙二醇溶液中加入改進hummer法制備的氧化還原石墨烯粉末0.01~0.1g，用超聲粉碎儀超聲分散10min，然后使用滴管吸取0.02~0.1ml石墨烯懸濁液，滴加在FTO玻璃導(dǎo)電面，置于鼓風(fēng)干燥機，60-200℃恒溫干燥，得到石墨烯薄膜；
（3）配制化學(xué)反應(yīng)前驅(qū)體溶液：在50 ml的乙二醇中依次加入4 mmol氯化銅、2 mmol氯化鋅、2 mmol氯化亞錫，磁力攪拌至充分溶解；然后加入5~11mmol 硫脲，0~1.28g PVP磁力攪拌至充分溶解，得到反應(yīng)前驅(qū)體溶液；
（4）以石墨烯薄膜骨架制備Cu2ZnSnS4/石墨烯復(fù)合半導(dǎo)體薄膜：將附有石墨烯的FTO導(dǎo)電玻璃放入高壓反應(yīng)釜的聚四氟乙烯內(nèi)襯中，且含有石墨烯面朝上放置；將步驟（3）配好的溶液倒入聚四氟乙烯內(nèi)襯中，封釜，將高壓釜置于高溫干燥箱中，反應(yīng)溫度為180℃～200℃，反應(yīng)時間為8～24 h；反應(yīng)完成后將長有CZTS/石墨烯復(fù)合薄膜的FTO導(dǎo)電玻璃取出，分別用無水乙醇和去離子水清洗三遍，再將其60℃真空干燥4小時得到Cu2ZnSnS4/石墨烯復(fù)合半導(dǎo)體薄膜；
（5）Cu2ZnSnS4/石墨烯復(fù)合半導(dǎo)體薄膜的表征：采用掃描電子顯微鏡（SEM）、X射線衍射（XRD）、透射電子顯微鏡（TEM）、激光拉曼光譜分析方法，對所制備的CZTS半導(dǎo)體薄膜的形貌、結(jié)構(gòu)、成分和光學(xué)性能進行分析。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Cu2ZnSnS4/石墨烯復(fù)合半導(dǎo)體薄膜的制備方法，其特征在于：步驟（1）中所述的FTO，其方塊電阻為 14 Ω/cm2，透射率大于90%。
3.一種由權(quán)利要求1制備的Cu2ZnSnS4/石墨烯復(fù)合半導(dǎo)體薄膜的應(yīng)用，其特征在于：制備的Cu2ZnSnS4/石墨烯復(fù)合半導(dǎo)體薄膜可以直接用作染料敏化太陽能電池的對電極。
4.一種由權(quán)利要求1制備的Cu2ZnSnS4/石墨烯復(fù)合半導(dǎo)體薄膜的應(yīng)用，其特征在于：制備的Cu2ZnSnS4/石墨烯復(fù)合半導(dǎo)體薄膜可以用于太陽能電池，即FTO直接作為電池的背電極，Cu2ZnSnS4/石墨烯復(fù)合薄膜作為薄膜電池的吸收層，在吸收層上面直接制備緩沖層、窗口層和上電極，制備成Cu2ZnSnS4半導(dǎo)體薄膜太陽能電池。
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