CuInS2的制備及在DSSCs中的應用.pdf

1、本文采用簡單的溶液法,用乙酰丙酮鹽作為前驅體,十二烷基硫醇(DDT)和油胺(OLA)的混合物溶劑作為硫源或溶劑,制備了纖維鋅礦結構的CuInS2納米晶。通過調(diào)節(jié)CuInS2納米晶的反應條件,探討了反應時間、反應溫度、反應濃度以及DDT和OLA的相對含量對CuInS2納米晶生長的具體影響。通過相交換方法,在保留了有機相合成的CuInS2納米晶良好分散性的基礎上,成功去除了CuInS2納米晶表面影響電子傳輸?shù)挠袡C大分子。最后,將表面配體處理

2、前后的CuInS2納米晶薄膜作為染料敏化太陽能電池(DSSCs)的對電極,進行光電性能測試。測試結果表明,與表面配體去除前的CuInS2納米晶薄膜相比,表面配體處理后的CuInS2納米晶薄膜所得到的光電轉換效率大大提高,且可以與Pt電極所對應電池效率相媲美。實驗所采用的相交換法可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的高溫熱解法來去除納米晶表面有機配體。
　　本論文主要工作包括以下幾個部分:
　　(1)我們采用簡單的“一鍋法”,成功制備了高質(zhì)量的纖維鋅

3、礦結構的CuInS2納米晶。通過表征發(fā)現(xiàn)這種納米晶純度較高、有特殊形貌、尺寸均一、分散良好。通過對比反應溶液中是否加入油胺(OLA)兩種條件下制得的CuInS2納米晶的表征結果,研究了油胺對CuInS2納米晶生長過程的影響。實驗結果表明,油胺通過影響CuInS2納米晶的晶體結構、形貌、組份、分散性及其尺寸的均一性來最終影CuInS2納米晶的光學性質(zhì)。
　　(2)通過改變制備纖鋅礦結構的反應條件控制并研究了CuInS2納米晶的生長。

4、其中,通過控制反應時間控制了CuInS2納米晶的尺寸,且研究了CuInS2納米晶的具體生長過程;通過改變反應溫度找到了制備CuInS2納米晶的最佳溫度,且合成了不同尺寸的CuInS2納米晶;通過改變反應濃度,一次性大量合成了純度較高的CuInS2納米晶;通過調(diào)節(jié)DDT和OLA的相對含量,簡單的控制了CuInS2納米晶在橫向和縱向的取向生長。
　　(3)我們采用相交換方法,用硫化銨/甲酰胺[(NH4)2S/FA]溶液處理了合成的Cu

5、InS2納米晶,使CuInS2納米晶從最初的有機相可溶轉變?yōu)闊o機相可溶。表征結果證明,我們用無機配體S2-成功的代替了CuInS2納米晶表面的有機配體,且相交換處理后的CuInS2納米晶在可見光部分的紫外吸收明顯增強。
　　將相交換前后的CuInS2納米晶作為染料敏化太陽能電池(DSSCs)的對電極,進行光電轉換效率的測試。測試結果表明,相交換后的CuInS2納米晶作為DSSCs的對電極,電池所得到的光電轉換效率約為相交換前CuI