銅基硫硒化物薄膜太陽能電池吸收層材料的制備.pdf

1、銅基硫硒化物納米材料繼承了銅基硫族化合物的眾多材料特性，具有廣泛的應用前景；同時，通過調(diào)節(jié)材料硫硒比例，可實現(xiàn)對材料形貌、結(jié)構(gòu)、導電系數(shù)、禁帶寬度等性能的可控調(diào)節(jié)。因此眾多研究人員致力于制備性能優(yōu)良的銅基硫硒化物納米材料，并希望實現(xiàn)其商業(yè)化應用。銅基硫硒化物納米材料制備工藝種類眾多，其中，部分基于真空或高溫條件下的制備工藝設備造價昂貴，難以實現(xiàn)商業(yè)化制備，因此本文選取非真空制備工藝進行深入研究。其中溶劑熱法制備工藝具有成本低廉，操作簡便

2、，環(huán)境友好，材料轉(zhuǎn)換率高，易于實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)等諸多優(yōu)點。但其瓶頸在于溶劑熱法合成銅基硫硒化物納米材料反應時間過長。為解決這一問題，本文從反應動力學角度出發(fā)，對溶劑熱制備工藝反應動力學相關(guān)影響因素進行總結(jié)分析，得推論：Se源反應活性及溶解度過低是導致溶劑熱制備工藝反應時間過長的主要原因。根據(jù)這一推論，本文提出了一種溶劑熱制備工藝優(yōu)化方案用以合成銅基硫硒化物納米材料。并通過設計一系列對照實驗，對以上推論及本文提出的溶劑熱法優(yōu)化方案進行驗證。

3、所得實驗結(jié)果與推論相一致。在后續(xù)工作中，應用溶劑熱法優(yōu)化方案制備了一系列銅基硫硒化物，以驗證優(yōu)化方案的有效性與可重復性。主要研究成果如下：
　　(1)在乙二胺反應環(huán)境下用 NaBH4活化硫/硒單質(zhì)制備高反應活性硫/硒前驅(qū)體，并用于溶劑熱法合成銅基硫硒化物納米材料，實驗結(jié)果表明溶劑熱制備工藝反應時間縮短至2h。
　　(2)使用溶劑熱法優(yōu)化方案制備了三元 Cu2-x(SySe1-y)納米材料、四元 CuIn(SxSe1-x)2納