[發明專利]CZTS、CZTSe或CZTSSe型的鋅黃錫礦材料

有效

• 申請號: 201780039443.3
• 申請日: 2017-09-01
• 公開（公告）號: CN109328179B
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: N·C·施約德特;S·達爾;J·納洛夫
• 申請（專利權）人: 托普索公司
• 主分類號: C01G19/00
• 分類號: C01G19/00;C01B19/00
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 吳小瑛

1.一種用于生產CZTS、CZTSe或CZTSSe型鋅黃錫礦材料的方法，包括以下步驟：

a)通過將銅鹽和鋅鹽以期望摩爾比溶解在水中來制備酸性溶液，

b)通過溶解堿金屬錫酸鹽和堿金屬碳酸鹽或堿金屬碳酸氫鹽或堿金屬氫氧化物或其組合，以及任選的堿金屬硒酸鹽或堿金屬亞硒酸鹽或其混合物來制備堿性溶液，

c)通過混合所述酸性和所述堿性溶液來進行沉淀反應，從而得到沉淀物，

d)洗滌和熱處理所述沉淀物，從而提供鋅黃錫礦材料的前體，其基本上不含硫，并且其中粉末XRD顯示所述鋅黃錫礦材料的前體包含Zn[Sn(OH)₆]相和/或Cu[Sn(OH)₆]相和/或混合的{Cu,Zn}[Sn(OH)₆]相，和

e)硫化步驟d的前體以提供實際上純的鋅黃錫礦材料。

2.根據權利要求1所述的方法，其中用于所述酸性溶液的鹽是硝酸鹽、鹵化物、硫酸鹽、羧酸鹽或其組合。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其中所述銅鹽是硝酸銅(II)，所述鋅鹽是硝酸鋅(II)。

4.根據權利要求1或2所述的方法，其中所述酸性溶液還包含硝酸。

5.根據權利要求1或2所述的方法，其中所述堿金屬錫酸鹽包含水合或無水形式的Na₂SnO₃和/或K₂SnO₃。

6.根據權利要求1或2所述的方法，其中所述堿性溶液還包含堿金屬硒酸鹽和/或堿金屬亞硒酸鹽形式的硒。

7.根據權利要求1或2所述的方法，其中所述硫化步驟包括使所述前體在高于室溫的溫度下經受含硫氣體。

8.根據權利要求7所述的方法，其中所述含硫氣體是以下一種或多種：H₂S、氣態元素硫、COS、CS₂、有機硫化合物，其中所述有機硫化合物是CH₃SH和/或CH₃SSCH₃。

9.根據權利要求7所述的方法，其中所述含硫氣體還包含硒。

10.根據權利要求8所述的方法，其中所述含硫氣體還包含硒。

11.根據權利要求1或2所述的方法，其還包括在步驟d)和e)之間的以下步驟：

-研磨通過步驟d)獲得的鋅黃錫礦材料的前體，

-將經研磨的鋅黃錫礦材料的前體分散在液體中，從而獲得漿料，

-將漿料的薄層沉積到基材上，和

-任選地，干燥所述薄層。

12.根據權利要求11所述的方法，其中將經研磨的鋅黃錫礦材料的前體分散在液體中的步驟包括使用聚合物潤濕劑和/或分散劑將所述經研磨的鋅黃錫礦材料的前體潤濕和分散在液體中。

13.根據權利要求1或2所述的方法，其還包括在步驟e)之后的以下步驟：

-研磨所述鋅黃錫礦材料，

-將經研磨的鋅黃鐵礦材料分散在液體中，從而獲得漿料，

-將漿料的薄層沉積到基材上，

-任選地，干燥所述薄層，和

-任選地，熱處理這種薄層。

14.根據權利要求13所述的方法，其中將經研磨的鋅黃錫礦材料分散在液體中的步驟包括使用聚合物潤濕劑和/或分散劑將所述經研磨的鋅黃錫礦材料潤濕和分散在液體中。

15.一種用于CZTS、CZTSe或CZTSSe型的鋅黃錫礦材料的前體材料，其中所述前體材料通過權利要求1至14中任一項所述的方法的步驟a)至d)獲得。