Cu3SbS3和Cu3BiS3納米材料的溶劑熱制備與表征.pdf

1、中圖分類號(hào)UDC碩士學(xué)位論文學(xué)校代碼!Q5三三密級(jí)公玨Cu3SbS3和Cu3BiS3納米材料的溶劑熱制備與表征PreparationandcharacterizationofCu3SbS3andCu3BiS3nanomaterialsbyasolvothermalroute作者姓名：學(xué)科專業(yè)：研究方向：學(xué)院(系、所)：指導(dǎo)教師：郝智敏無(wú)機(jī)化學(xué)太陽(yáng)能電池材料的制備化學(xué)化工學(xué)院曾冬銘教授論文答辯日期壘堅(jiān)：!：蘭堡答辯委員會(huì)主席中南大學(xué)201

2、4年5月乃。仫氣碩士學(xué)位論文摘要Cu3SbS3和Cu3BiS3納米材料的溶劑熱制備與表征摘要：21世紀(jì)，人類社會(huì)面臨的兩大危機(jī)是能源和環(huán)境。為了能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定的可持續(xù)發(fā)展，開發(fā)環(huán)保、安全、廉價(jià)、可再生的新能源刻不容緩。太陽(yáng)能無(wú)疑是最具潛力的新能源之一，因此，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)太陽(yáng)能電池的研究從未停止過(guò)。CIS／CIGS系半導(dǎo)體材料一度被認(rèn)為是除硅材料以外最佳的太陽(yáng)能電池材料，但由于其成本高昂、制備技術(shù)復(fù)雜，一直未能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。Cu(Sb／B

3、i)S體系與CIS／CIGS系材料有著相似的結(jié)構(gòu)和光電性能，成本卻大大降低，也更為環(huán)保，近年來(lái)得到廣泛關(guān)注。作為Cu(Sb／Bi)S體系的重要成員，Cu3SbS3和Cu3BiS3納米材料制備和有關(guān)禁帶寬度的研究還鮮有報(bào)道。本論文針對(duì)Cu3SbS3和Cu3BiS3納米材料的制備開展研究工作，以CuCl2，SbCl3，Bi(N03)3“5H20和硫代乙醇酸為主要原料，利用簡(jiǎn)便的溶劑熱法成功地得到了Cu3SbS3和Cu3BiS3納米結(jié)構(gòu)，并研

4、究了各實(shí)驗(yàn)條件對(duì)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)、形貌和光學(xué)吸收帶隙的影響。對(duì)Cu3SbS3納米結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，隨著反應(yīng)時(shí)間由8h延長(zhǎng)到24h，產(chǎn)物由Cu3SbS3和Cu2S兩個(gè)物相轉(zhuǎn)化為單一的Cu3SbS3物相，結(jié)晶性逐漸提高，顆粒由圓球形轉(zhuǎn)化為規(guī)則菱形，粒徑先增大后減小，禁帶寬度在O75到12eV之間呈先增大后減小的變化趨勢(shì)。溫度低于120℃時(shí)，主要得N元物相，且結(jié)晶性較差，形貌雜亂無(wú)章；溫度達(dá)到120℃及以上時(shí)，得到純凈的Cu3SbS3單一相，結(jié)晶性大大改善，

5、呈規(guī)則的球形或菱形，產(chǎn)物禁帶寬度也達(dá)到最佳太陽(yáng)能吸收帶隙值。產(chǎn)物對(duì)原料配比的小范圍改變不太敏感。硫源和填充度的改變將直接導(dǎo)致產(chǎn)物的物相變化。Cu3BiS3納米結(jié)構(gòu)隨實(shí)驗(yàn)條件改變所產(chǎn)生的變化與Cu3SbS3類似。隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，產(chǎn)物由Cu2S轉(zhuǎn)化為Cu3BiS3，形貌由球形逐漸轉(zhuǎn)化為棒狀，帶隙無(wú)太大差異。隨著反應(yīng)溫度的升高，產(chǎn)物由非晶態(tài)逐漸結(jié)晶出Bi2S3和Cu3BiS3，而后Cu3BiS3慢慢轉(zhuǎn)化為主要物相。這個(gè)過(guò)程中，帶隙先減小后