新型銅銦硫化合物的合成及濕法膜制備.pdf

1、無(wú)機(jī)銅銦硫薄膜太陽(yáng)能電池具有材料成本低、光電轉(zhuǎn)換效率高、電池性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，具有良好的應(yīng)用前景。鑒于銅銦硫（CuInS2）材料的難溶性，目前大多采用納米墨水印刷法獲得薄膜電池，工藝較為復(fù)雜。而對(duì)于兼顧到簡(jiǎn)易、安全、環(huán)保及成本等方面的溶液法制備還具有很大的空間，且新型前驅(qū)物的研究有待探索。本篇論文中，合成了在一定條件下可溶的新型零維簇銅銦硫晶體材料，通過(guò)溶液旋涂濕法制得銅銦硫（CuInS2）薄膜，并利用這一薄膜層進(jìn)行初步的膜器件設(shè)計(jì)及光電

2、響應(yīng)性能測(cè)試，為銅銦硫材料的合成及膜制備提供了基礎(chǔ)研究素材；同時(shí)我們對(duì)一種二維層狀銦銻硫無(wú)機(jī)框架進(jìn)行有機(jī)功能離子的交換試驗(yàn)，并對(duì)交換前后的化合物進(jìn)行性質(zhì)測(cè)試研究。論文的主要內(nèi)容如下：
　　一、在緒論部分主要介紹了硫?qū)倩衔锏慕Y(jié)構(gòu)特征、多孔性等性質(zhì)特點(diǎn)，以及其在離子交換，光電響應(yīng)等方面的應(yīng)用。此外，還對(duì)各種硫?qū)偬?yáng)能電池的合成方法及性質(zhì)測(cè)試等研究進(jìn)展進(jìn)行了簡(jiǎn)單的歸納小結(jié)。
　　二、合成了由四面體T4簇[Cu4In16S35H4

3、]14?和立方體簇[Cu12S8]4?共組裝的晶體材料：[Cu4In16S35H4]2[Cu12S8]·32Hen，該晶體從由溶劑熱法制得的清液中析出獲得，加熱亦可以重新溶于清液。該晶體在通常環(huán)境條件下經(jīng)煅燒由紅色變?yōu)楹谏?，?duì)變色的前后的晶體通過(guò)紫外可見光譜（UV–vis）、顯微紅外（Micro-IR）表征，發(fā)現(xiàn)該化合物具有獨(dú)特的光譜性質(zhì)，有望作為近紅外吸收的前驅(qū)體材料。并使用光照三電極體系對(duì)其進(jìn)行了測(cè)試，研究表明化合物晶體具有較好的光

4、電流響應(yīng)特性。
　　三、利用上述溶劑熱法得到的含有銅銦硫的乙二胺反應(yīng)清液，通過(guò)旋涂、燒結(jié)從而制得不同透射度和厚度的薄膜，通過(guò)X-射線衍射（XRD），光電子能譜（XPS）等測(cè)試方法確定該薄膜為銅銦硫（CuInS2）薄膜，用掃描電鏡（SEM）表征了形貌特征。該方法主要通過(guò)溶液多層旋涂制備銅銦硫?qū)?，相?duì)其他銅銦硫太陽(yáng)能電池制備來(lái)說(shuō)相對(duì)簡(jiǎn)便易控制。此外，對(duì)銅銦硫薄膜修飾二氧化鈦(TiO2)納米層構(gòu)建的簡(jiǎn)易的太陽(yáng)能電池進(jìn)行了光電性能測(cè)試研究