Cu3SbS3和Cu3BiS3納米材料的溶劑熱制備與表征.pdf

1、中圖分類號UDC碩士學位論文學校代碼!Q5三三密級公玨Cu3SbS3和Cu3BiS3納米材料的溶劑熱制備與表征PreparationandcharacterizationofCu3SbS3andCu3BiS3nanomaterialsbyasolvothermalroute作者姓名：學科專業(yè)：研究方向：學院(系、所)：指導教師：郝智敏無機化學太陽能電池材料的制備化學化工學院曾冬銘教授論文答辯日期壘堅：!：蘭堡答辯委員會主席中南大學201

2、4年5月乃。仫氣碩士學位論文摘要Cu3SbS3和Cu3BiS3納米材料的溶劑熱制備與表征摘要：21世紀，人類社會面臨的兩大危機是能源和環(huán)境。為了能夠實現(xiàn)長期穩(wěn)定的可持續(xù)發(fā)展，開發(fā)環(huán)保、安全、廉價、可再生的新能源刻不容緩。太陽能無疑是最具潛力的新能源之一，因此，國內外學者對太陽能電池的研究從未停止過。CIS／CIGS系半導體材料一度被認為是除硅材料以外最佳的太陽能電池材料，但由于其成本高昂、制備技術復雜，一直未能實現(xiàn)產業(yè)化。Cu(Sb／B

3、i)S體系與CIS／CIGS系材料有著相似的結構和光電性能，成本卻大大降低，也更為環(huán)保，近年來得到廣泛關注。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禁帶寬度的研究還鮮有報道。本論文針對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，利用簡便的溶劑熱法成功地得到了Cu3SbS3和Cu3BiS3納米結構，并研

4、究了各實驗條件對產物結構、形貌和光學吸收帶隙的影響。對Cu3SbS3納米結構來說，隨著反應時間由8h延長到24h，產物由Cu3SbS3和Cu2S兩個物相轉化為單一的Cu3SbS3物相，結晶性逐漸提高，顆粒由圓球形轉化為規(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。溫度低于120℃時，主要得N元物相，且結晶性較差，形貌雜亂無章；溫度達到120℃及以上時，得到純凈的Cu3SbS3單一相，結晶性大大改善，

5、呈規(guī)則的球形或菱形，產物禁帶寬度也達到最佳太陽能吸收帶隙值。產物對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致產物的物相變化。Cu3BiS3納米結構隨實驗條件改變所產生的變化與Cu3SbS3類似。隨著反應時間的延長，產物由Cu2S轉化為Cu3BiS3，形貌由球形逐漸轉化為棒狀，帶隙無太大差異。隨著反應溫度的升高，產物由非晶態(tài)逐漸結晶出Bi2S3和Cu3BiS3，而后Cu3BiS3慢慢轉化為主要物相。這個過程中，帶隙先減小后