[發明專利]一種銅鋅錫硒光伏材料的制備方法

在審

• 申請號: 201610093016.0
• 申請日: 2016-02-20
• 公開（公告）號: CN107098320A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 劉科高;許超;劉振國
• 申請（專利權）人: 濟南領飛電氣設備有限公司
• 主分類號: C01B19/00
• 分類號: C01B19/00;B82Y30/00;B82Y40/00
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技術領域

本發明涉及水熱化學合成納米材料工藝技術領域，尤其涉及水熱法合成銅鋅錫硒光伏材料的制備方法。

背景技術

納米材料是指在三維空間中至少有一維處于納米尺度范圍1～100nm或由它們作為基本單元構成的材料。納米材料為凝聚態物理提出了許多新的課題，由于納米材料尺寸小，量子尺寸效應十分顯著，這使得納米材料體系的光、熱、電、磁等物理性質與常規材料不同，出現許多新奇特性；另外納米材料的另一個重要特點是表面效應。隨著尺寸減小，比表面大大增加，導致納米體系的化學性質與化學平衡體系出現很大差別。納米合成為發展新型材料提供了新的途徑和新的思路。納米半導體材料為制備性能優越的半導體器件提供了基礎。銅鋅錫硒（Cu₂ZnSnSe₄）作為I-Ⅱ-Ⅳ-Ⅵ族半導體化合物，具有合適的帶隙寬度和高的光吸收系數，且原料豐富價格低廉，在太陽能電池領域中有著廣闊的應用前景。

目前制備納米材料的方法有很多，如物理氣相沉積、化學氣相沉積、濺射法等氣相法和沉淀法、噴霧法、溶膠-凝膠法、輻射化學法等液相法。這些方法有的工藝復雜，反應溫度和反應時間長，有的方法反應過程中毒性大、環境污染嚴重，有的方法所得納米材料易團聚、分散性差，不易控制納米材料的形貌和尺寸均勻性，且由于銅鋅錫硒中所含有的元素種類較多,有的方法中所采用的具體工藝制備的納米銅鋅錫硒相組成不純。形狀不同影響著納米材料的比表面積，而且說明晶體生長的取向不同，因而性能會有較大差別；當純度差時，由于出現的雜相是另一種物質，因而其性能會與單相物質不同，在光學特性、導電性能等方面有較大差異，這些物理性能對半導體材料是十分重要的。

與本專利接近的現有技術有：

[1]Thomas Rath, Wernfried Haas, Andreas Pein, et al, Synthesis and characterization of copper zinc tin chalcogenide nanoparticles: In?uence of reactants on the chemical composition, Solar Energy Materials & Solar Cells 101 (2012) 87–94.

主要報道了用金屬鹽和S、Se合成CZTS、CZTSe納米顆粒，并研究了不同反應物對其化學組成的影響。

[2]Wenlong Liu, Mengqiang Wu, Lidan Yan, et al, Noninjection synthesis and characterization of Cu₂ZnSnSe₄ nanocrystals in triethanolamine reaction media,Materials Letters 65 (2011) 2554–2557.

主要描述了以三乙醇胺為溶劑合成了單相的接近化學計量比的Cu₂ZnSnSe₄納米晶體。

[3]Hao Wei, Wei Guo, Yijing Sun ,et al,Hot-injection synthesis and characterization of quaternary Cu₂ZnSnSe₄ nanocrystals, Materials Letters 64 (2010) 1424–1426.

文章主要報道了用熱注射法合成Cu₂ZnSnSe₄納米晶體,并對其形貌和結構進行了表征。

雖然本發明與以上技術制備都是制備的納米級Cu₂ZnSnSe₄，但是在原料和工藝流程上都有很大的區別，產品在結構、形貌、尺寸上同樣有很大的差異。

發明內容

本發明為了解決現有技術的不足，而發明了一種銅鋅錫硒光伏材料的制備方法。