低溫水相條件下CuInS2材料的合成及表征.pdf

1、在眾多的太陽能電池中，CuInS2作為薄膜太陽能電池的吸收層因其具有較高吸光系數(shù)、合適的禁帶寬度（1.5 eV）、理論轉(zhuǎn)換效率較高（25％-32%）、性能穩(wěn)定、對溫度的變化不敏感、低毒等優(yōu)點引起了光伏研究者的廣泛關(guān)注。然而大部分的合成方法都是用有機溶劑做溶劑，且需要高溫、高壓等比較嚴(yán)苛的條件。使得 CuInS2太陽能電池并沒有大規(guī)模的應(yīng)用。因此，尋求一種低成本、綠色、環(huán)保的合成方法具有重大現(xiàn)實意義。此外，不同相結(jié)構(gòu)的 CuInS2具有不

2、同的光電性能，大部分合成方法都是通過調(diào)控銅源、銦源、配體的種類、反應(yīng)溫度等條件去控制產(chǎn)物的相，因此尋求一種簡單的相調(diào)控方法也是至關(guān)重要的，能夠更好地促進(jìn)CuInS2的實際應(yīng)用。
　　本文通過一種簡單的水浴法在較低溫度（80℃）下成功合成了不同形貌的CuInS2納米材料。首先，用水溶性的巰基乙酸（TGA）做絡(luò)合劑和還原劑,在不同溶液 pH值條件下，合成了具有不同相結(jié)構(gòu)的 CuInS2納米顆粒，其次，尋找了一種更加簡單的合成方法，利用

3、TAA在反應(yīng)中既能做絡(luò)合劑和還原劑同時又是一種常見的硫源的特性，僅僅向溶液中加入CuCl2、In2(SO4)3、TAA三種反應(yīng)物，即合成了具有多孔結(jié)構(gòu)的CuInS2微球。
　　論文的主要內(nèi)容總結(jié)如下：
　　1、水相合成黃銅礦和纖鋅礦CuInS2納米材料
　　用去離子水作溶劑，巰基乙酸做絡(luò)合劑，硫化鈉做硫源，在水相80℃條件下合成了具有黃銅礦和纖鋅礦結(jié)構(gòu)的 CuInS2納米材料。因為溶液 pH值可以影響巰基乙酸對金屬離子

4、的絡(luò)合能力，所以我們研究了溶液的pH值對產(chǎn)物相結(jié)構(gòu)的影響，我們發(fā)現(xiàn)隨溶液pH值的增大，黃銅礦CuInS2漸漸轉(zhuǎn)變?yōu)槔w鋅礦CuInS2。通過調(diào)節(jié)溶液的 pH值，實現(xiàn)了CuInS2納米材料由黃銅礦到纖鋅礦的相轉(zhuǎn)變，并研究了其相轉(zhuǎn)變機理。同時，考察了絡(luò)合劑、退火溫度、硫源等因素對于相結(jié)構(gòu)的調(diào)控作用。
　　2、水相合成CuInS2多孔微球
　　在前一部分工作的基礎(chǔ)上，我們期望尋求一種更加簡單的合成方法，我們發(fā)現(xiàn)硫代乙酰胺（TAA）在