硒化锡纳米晶可控制备及其薄膜性质研究

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1、中国科学技术大学硕士学位论文UniversityofScienceandTechnolo．ayofChinaAdissertationformaster’Sdegree中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：圣基签字日期：燃妄目蛰日中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即

2、：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。吒么开口保密L年)作者签名：．至墓导师签字日期：旌监牲且丝日签字。7．!矿彩门卜，l溯修sJa魂￡摘要硒化锡(SnSe)是一种重要的Ⅳ．Ⅵ族窄带隙P型半导体材料，其体相材料的直接带隙大小为1．3eV,间接带隙大小为0．9eV，在太阳能电池的最优带隙值区间内(1-1．5eV)，其吸收系数

3、可达约104cm"1，是潜在的薄膜太阳能电池的吸收层材料。本论文中采用了热注入的方法，通过使用毒性较低的无机化合物反应前驱体并控制反应条件获得了形貌不同，结构不同的硒化锡纳米颗粒和纳米棒。制备的SnSe纳米晶的尺寸分布窄，产物纯度高，结晶性良好，尺寸均一，分散性好。本论文的具体工作内容如下：第一部分采用热注入法制备出了形貌和组分可控的SnSe纳米颗粒，详细系统的研究了不同硒源，不同反应条件对于SnSe纳米颗粒的形貌，结构和组分的影响。以单质硒粉(Se)为硒源时，得到的产物是SnSe纳米颗粒，通过对其进行结构以及光学性质表征，可知生成的纳米颗粒平均粒径大小为27．8nn2，

4、其光学带隙为1．46eV。当Sn：Se前驱体所加量为l：2，则生成的是形貌为片状的SnSe2纳米颗粒，厚度约为13．37n／／1；当以二氧化硒(Se02)为硒源时，得到的产物为SnSe纳米棒，光学带隙为1．4eV,平均长度为250nln，平均宽度为14rim。由高分辨透射电镜可知纳米棒的晶面间距约为O．2nlil，生长方向为[010]。通过研究不同的反应时间下得到的产物，可知纳米棒是在注射反应完成的时间以Se02的链状结构为模板生成的，并随着反应时间的延长长径比逐渐增大。采用不同的反应摩尔计量比得到的产物则是花朵状的SnSe2。第二部分研究了对于分散在甲苯中的SnSe纳米

5、颗粒使用旋涂法和刮刀法制备SnSe薄膜的工艺参数。当使用浓度为300mg／nll的“墨水”浆料时，刀刮法可以得到表面更为致密，无裂缝的，厚度相对适宜(1．2am)的SnSe薄膜。通过研究不同的退火条件可知随着退火时间的延长，薄膜的结晶性会得到改善。最后通过莫特．肖特基测试验证了制备的SnSe薄膜为P型半导体材料，是一种可作为薄膜太阳能电池器件吸收层材料。关键词：硒化锡热注入纳米颗粒纳米棒薄膜摘要AbstractSnSeisasignificantIV-VIP—typesemiconductorwithanarrowbandgap，directandindirectband

6、gap1．3eVand0．9eV,respectively,whichofferarangeofopticalbandgapssuitableforusingasanabsorberlayerinphotovoltaicdevices．ThefocusofthisstudyistodemonstrateaviablerouteofcontrollingTinselenide’Sstructuralandmorphologicalpropertiesbyhot-蜘ectionmethodsusingnontoxicinorganiccompoundasprecursor．S

7、izedistributionnarrowed，uniformedandpureSnSenanoparticlesandnanorodscouldbeobtainedusingthismethod，respectively．Thedissertationisorganizedintwoparts，asfollows：Firstly,hot-画ectionmethodWasusedforsynthesizingamorphologicalandcompositioncontrollableSnSenanoparticle．The