CuInS2半导体纳米晶的热溶剂合成及其薄膜制备

来源 :天津大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:pandaab
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
I-III-VI2型半导体材料在光电领域具有重要的技术应用价值,CuInS2是典型的I-III-VI2型半导体,吸收系数高达105cm-1,禁带宽度为1.50eV,接近太阳能电池材料所需要的最佳禁带宽度值,且对温度变化不敏感,性能稳定,成本较低,并且制备CuInS2所需原料的毒性较低。目前存在的主要问题是大多数采用溶剂热合成工艺制备黄铜矿结构CuInS2纳米粒子的实验中都使用了高压釜,实验的安全性降低,不适于今后工业化生产。本文以CuCl.H2O,InCl3.4H2O,H3CCSNH2为前驱体,以乙二醇代替水作为反应介质,添加合适的络合剂和表面活性剂,采用热溶剂法高温注射前驱体合成了CuInS2纳米晶并进行研究。实验中不需要采用高压密闭环境,实验易于操作。通过XRD、FESEM、TEM、HRTEM、EDS、XPS、FT-IR、UV-vis对产物进行了测试表征,研究了铜源、硫源、前驱体浓度、配比、注射温度、生长温度等工艺过程对产物的影响,分析了乙二醇体系中CuInS2纳米晶的化学反应过程及晶体生长机理,并最终确定合适的成核温度和生长温度;实验后期阶段采用拉膜法将制备的CuInS2纳米晶胶体溶液制备成膜,并进行热处理,分析热处理对薄膜结构和形貌的影响。通过实验结果分析,实验最终确定采用CuCl做铜源;硫代乙酰胺做硫源;前驱体配比和前驱体的混合方式等工艺过程对于产物的结构及形貌均有较大的影响;不同的注射温度直接影响产物的形成过程:低温热注射时,首先形成CuS二元相,随着反应进行,产物由二元相向三元相CuInS2转变,最终形成单一黄铜矿结构的CuInS2纳米晶;高温热注射前驱体时,溶液中直接爆发形成CuInS2晶核。制备粒径分布范围较窄,尺寸较小的CuInS2纳米晶,需要控制合适的成核温度和生长温度。实验结果显示,添加PVP,可以明显改善CuInS2纳米晶的分散性,提高溶液的成膜性。实验结果显示,热处理对颗粒大小没有产生大的影响。
其他文献
2016年2月26-28日,由广州九州塔苏斯展览有限公司主办的第十二届深圳(春季)国际汽车改装服务业展览会(下文简称“AAITF”)在深圳会展中心举办。本届展会以“未来已来”为主题
如今的购物中心、大型商场等商业建筑已经成为当前最重要的一种建筑类型.商业建筑形式的多元化、内部的开放性等特征使其成为城市建筑一道靓丽的风景,有的甚至成为地标性建筑
离子聚合物金属复合材料(Ionic Polymer-Metal Composites,IPMC)是一种新型的智能材料,在电场驱动下,能产生摆动、弯曲等类似肌肉的响应,在致动器、传感器和人工肌肉等方面有
长期以来,煤炭在我国能源结构中一直占据主导地位,然而,煤炭燃烧时所排放的硫氧化物(即SOx)被公认为是造成大气污染的主要污染物之一,严重威胁着自然环境和人类的生存。在我国,SOx
学位
池田大作先生是世界著名的思想家、教育家、作家及和平活动家,也是中国人民的老朋友.鉴于他为世界和平与中日友好所做的贡献以及其著作所产生的广泛影响,我国许多高校成立了
中小型水电站在生产运行过程中,安全生产管理工作是非常重要的组成部分.它不仅可以有效规避设备运行过程中的隐患以及保证人身安全,提高员工综合素质,同时还可以实现中小型水
水煤浆管道输送具有效率高、成本低、污染小和安全可靠等优点,在洁净煤技术领域应用广泛。但水煤浆管道输送技术领域的研究多停留在经验或半经验层面,相关基础研究严重滞后。作
压电材料被广泛应用于压电致动器、传感器和转换器中,尤其是压电薄膜以高的使用频率、大的可利用的能量密度、宽范围内的高敏感性和低损耗等优势广泛应用于微电子机械系统(MEMS)中。Na0.5Bi0.5TiO3(NBT)基无铅压电材料以其良好的铁电和热释电性能成为目前最受重视的无铅压电材料之一。众所周知,有效提高压电性能办法是设计准同型相界(MPB),成分诱发相变。所以,本文通过溶胶凝胶法制备了掺杂BaT
个性化定制越来越受到互联网人士的关注,这一现象如果用互联网词汇来解释的话,那就是C2B,即C端(用户)发起的需求被B端(商家)满足。马云曾说过,“未来的生意将是C2B而不是B2C,用户改变企业,而不是企业向用户出售——因为我们将有大量的数据;制造商必须个性化,否则他们将非常困难。”  近期一位阿里巴巴老员工张帅两次出现在CCTV央视经济频道,原因是他跳出阿里巴巴自立门户做电商,创造了历史上身价最高
煤矸石的有效利用是急需解决的环境问题。   本文以内蒙古煤矸石为原料,在分析研究其化学及矿物组成的基础上,研究了在热处理过程中煅烧温度及保温时间对煤矸石结构性能的影