[發明專利]一種半導體納米晶及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 201710263452.2
• 申請日: 2017-04-21
• 公開（公告）號: CN107059131A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 黃嘯谷;張云柯;張英杰;澤仁翁姆;崔浩南;閆子寒
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: C30B29/46
• 分類號: C30B29/46;C30B7/14;H01L31/0749;H01L31/032;H01L31/0392;B82Y30/00
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙)32238
• 代理人: 張立榮,裴詠萍

1.一種半導體納米晶，其特征在于：所述半導體納米晶為銅銦硫三元半導體納米晶，其中銅、銦、硫三種元素的摩爾比為0.7-1:0.8-1:1.8-2.2；所述半導體納米晶相態單一，晶型結構為六方纖鋅礦結構，陰離子硫處于晶胞中心的位置，銦、銅金屬陽離子分布在頂角位置。

2.根據權利要求1所述的半導體納米晶，其特征在于：所述半導體納米晶中銅、銦、硫三種元素的摩爾比為0.78-0.88:0.86-0.95:1.82-1.99。

3.根據權利要求1所述的半導體納米晶，其特征在于：所述半導體納米晶中銅、銦、硫三種元素的摩爾比為0.88: 0.95: 1.99。

4.權利要求1至3任一所述半導體納米晶的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：將銅金屬鹽、銦金屬鹽和油胺裝入三口燒瓶之中，對三口燒瓶進行除水除氧；然后通入氬氣或者氮氣進行保護，使用加熱套對三口燒瓶進行升溫加熱，升溫到220℃-280℃，得到金屬前體溶液；將溶解于油胺中的二硫化碳和正丁胺熱注射到金屬鹽的前體溶液之中，反應30-240分鐘，之后用醇類溶劑沉降納米晶，離心分離，得到納米晶產物；然后將納米晶產物分散于非極性溶劑中，加入正己胺和巰基丙酸，超聲后，再次使用醇類溶劑沉降，離心分離，得到的產物即為所述半導體納米晶；所述銅金屬鹽采用硝酸銅、氯化亞銅或醋酸銅；所述銦金屬鹽采用硝酸銦、氯化銦或醋酸銦；所述溶劑選自油胺、油酸、十二-十六胺、十二烷基硫醇-十六烷基硫醇、十八烯、或者兩種以上的混合溶劑；所述醇類溶劑選用甲醇、乙醇、甲醇和丙醇的混合醇、甲醇和乙醇的混合醇、甲醇和丁醇的混合醇、乙醇和丙醇的混合醇、或乙醇和丁醇的混合醇；所述非極性溶劑采用甲苯或氯仿。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于：所述銅金屬鹽、銦金屬鹽和二硫化碳中銅、銦、硫的摩爾比為0.7-1:0.8-1:1.8-2.2；所述金屬前體溶液中油胺與銅金屬鹽、銦金屬鹽的加入比例為20ml：0.7-1mol：0.8-1:1 mol；所述溶解于油胺中的二硫化碳和正丁胺的加入比例為：油胺：二硫化碳：正丁胺=2ml：0.9-1.1mol：1ml。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于：所述銅金屬鹽、銦金屬鹽和二硫化碳中銅、銦、硫的摩爾比為0.8-0.9:0.9-1:1.9-2；所述金屬前體溶液中油胺與銅金屬鹽、銦金屬鹽的加入比例為20ml ：0.8-0.9mol：0.8-1:1 mol；所述溶解于油胺中的二硫化碳和正丁胺加入比例為：油胺：二硫化碳：正丁胺=2ml：0.95-1mol：1ml。

7.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于：所述銅金屬鹽、銦金屬鹽和二硫化碳中銅、銦、硫的摩爾比為0.9: 1:2；所述金屬前體溶液中油胺與銅金屬鹽、銦金屬鹽的加入比例為20ml： 0.9mol：1mol；所述溶解于油胺中的二硫化碳和正丁胺的加入比例為：油胺：二硫化碳：正丁胺=2ml：1mol：1 ml。

8.權利要求1至3任一所述半導體納米晶在制備薄膜太陽能電池中的應用。

9.根據權利要求8所述的應用，其特征在于：所述薄膜太陽能電池的結構依次為玻璃基底層、導電玻璃層、硫化鎘層、所述半導體納米晶層、鋁層。