[發明專利]一種硒化銻微米單晶顆粒的制備方法

有效

• 申請號: 201610168330.0
• 申請日: 2016-03-23
• 公開（公告）號: CN105603532B
• 公開（公告）日: 2018-05-22
• 發明（設計）人: 廖峻;張軍;邵樂喜
• 申請（專利權）人: 嶺南師范學院
• 主分類號: C30B29/46
• 分類號: C30B29/46;C30B9/12
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 張月光;林偉斌

本發明公開了一種硒化銻微米單晶顆粒的制備方法，以單質銻、單質硒和助熔劑研磨混合，真空封裝在石英反應容器中600～750℃下保持48～120h，對石英反應容器快速降溫；取出樣品，洗滌、干燥后即得硒化銻單晶顆粒；所制備單晶顆粒的大小可以利用再結晶溫度和時間來調控，顆粒的成分可以通過前驅體中各元素的摩爾比在一定范圍內有效的調配，所制備得到的單晶顆粒均勻、大小可控，性能優于傳統方法制備得到的單晶顆粒。

技術領域

本發明涉及半導體光電材料與器件技術領域，更具體地，涉及一種硒化銻微米單晶顆粒的制備方法。

背景技術

太陽能電池一直以來都是一個研究熱點，當前的化合物薄膜電池主要有碲化鎘（CdTe）和銅銦鎵硒（CIGS）太陽能電池，這兩種電池因所含部分元素有劇毒且也有部分元素資源稀缺，價格昂貴，難以大范圍的應用；而近些年興起的銅鋅錫硫（CZTS）基太陽能電池利用儲量大、價格低廉的Zn和Sn代替CIGS中的In，并取得了12.7%的光電轉換效率記錄，但CZTS和CIGS一樣同為多元體系，熱力學穩定區間小，組分和晶格缺陷的控制過于復雜，導致材料中雜質和缺陷過多，效率的進一步提升困難。相比于上述幾種材料，硒化銻（Sb2Se3）是一種二元單相化合物，由于其原料儲量大、毒性低、價格便宜，能帶寬度合適（～1.15eV），吸光系數大（>105cm-1），晶體生長溫度低，非常適合制作新型低成本低毒的太陽能電池。

目前，國內國際都已經有關于Sb2Se3材料在太陽能電池方面的應用，Sb2Se3的制備主要有溶液熱注法、溶劑熱法、水熱法、電沉積法、熱噴涂法等工藝，且以制備納米管、納米線、和納米薄膜為主，而Sb2Se3的大顆粒單晶制備仍然是個技術難題；在制備太陽能電池時，單晶電池的性能又比薄膜電池的性能更好，但是，傳統的單晶生長技術（氣相傳輸技術、熔融技術）很難生長出符合太陽能電池吸收層性能要求的大尺寸單晶。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有制備大尺寸Sb2Se3顆粒所存在的上述缺陷，提供一種Sb2Se3微米單晶顆粒的制備方法。

本發明的第二個目的是提供上述制備方法得到的Sb2Se3微米單晶顆粒。

本發明的第三個目的是提供含有上述Sb2Se3單晶顆粒的太陽能電池。

本發明的第四個目的是提供上述Sb2Se3單晶顆粒在制備太陽能電池方面的應用。

本發明的目的是通過以下技術方案予以實現的：

1. 一種硒化銻微米單晶顆粒的制備方法，包括以下步驟：

S1. 將反應原料單質銻、單質硒按一定比例混合，加入助熔劑，研磨混合均勻配制成前驅體；

S2. 將前驅體裝入石英反應容器中，抽真空或通入惰性氣體后并密封石英反應容器；