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《in,ga2se_3纳米晶溶液合成及其黄铜矿cu(in,ga)se_2成相应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、摘要In2Se3，Ga2Se3以及(In,Ga)2Se3属于Ⅲ-Ⅵ族化合物，可以表现出多种相变和不同的晶体结构，并且由于其具有独特的光电性能，所以在电子、光电设备上得到广泛应用，如：记忆储存器，可见光传感器。不仅如此，它们还可以应用于太阳能光吸收层薄膜CuInSe2，CuGaSe2和Cu(In1-xGax)Se2(CIGSe)的前驱体材料。CIGSe为高效薄膜太阳能电池的光吸收层材料（效率超过20%），具有较高的光吸收系数，良好的光照稳定性，较高的光电转化率，可调的禁带宽度等众多优点。本实验提出了一种常压溶液化学法研究(In,Ga)2Se3的制备，其具有环境友好、成本低、制备工艺简单等优
2、点。用InCl3·4H2O，GaCl3和Se粉作为反应前驱体，乙二胺（EN）和正十二烷基硫醇（NDM）作为添加剂。将合成产物制备成墨水后，利用浸渍提拉的方法制成薄膜后于500°C进行热处理。通过SEM、TEM、XRD、EDS、UV-Vis-NIR、Raman和Hall等测试手段，调查了不同反应温度、乙二胺以及正十二烷基硫醇的添加量对(In0.7,Ga0.3)2Se3纳米晶合成及其光学性质的影响；观察了不同In/Ga比投料下合成的(In,Ga)2Se3纳米晶的形貌，讨论了产物中的固溶含量、物相组成、光学带隙以及霍尔参数随投料时化学计量比2+的变化。最后，用墨水法通过(In,Ga)2Se3和
3、CuS薄膜或Cu溶液叠层制备Cu(In,Ga)Se2薄膜，考查此方法下Cu(In,Ga)Se2黄铜矿的成相与结构特征。结果表明，在三乙二醇体系中，对于制备0.15mmol(In,Ga)2Se3，当投料比[Se]:[In]:[Ga]=1.5:0.7:0.3，向40mLSe源基液中加入1mLEN和0.075mLNDM作为反应助剂，于230°C下注入10mL阳离子前驱体溶液，在210°C下回流30min可制得In/Ga比为7/3，粒径为50nm，分散性较好类球形纳米晶。此外，固定上述条件，改变反应物In/Ga比，合成的(In1-xGax)2Se3(0≤x≤1)产物形貌为类球形，纳米晶化学计量比
4、可控，与投料中的In/Ga比匹配良好。在0≤x≤0.3范围内，热处理后的(In1-xGax)2Se3产物为N型半导体，具有六方缺陷纤锌矿结构，在1.88eV–2.01eV范围内可调的禁带宽度。在0.5≤x≤1.0范围内，热处理后的(In1-xGax)2Se3产物为P型半导体，具有立方缺陷闪锌矿结构，在1.76eV–2.10eV范围内可调的禁带宽度。而在x=0.4和0.45时，产物(In1-xGax)2Se3表现为六方相和立方相的混相结构。2+应用(In0.7Ga0.3)2Se3纳米晶墨水分别与CuS薄膜和Cu溶液进行叠层，热处理后可以制得具有黄铜矿结构的Cu(In0.7Ga0.3)Se2
5、。关键词：铟镓硒纳米晶，溶液化学法，铜铟镓硒，硒化铟，硒化镓ABSTRACTIII2–VI3compounds,In2Se3,Ga2Se3and(In,Ga)2Se3,havedifferentphasestructures.Theycanbeappliedinvariousfieldsduetotheiruniqueelectricalandopticalproperties,suchasphasechangerandomaccessmemories(PRAM)andvisiblelightsensors.Moreover,In2Se3,Ga2Se3andIGSefilmshavebe
6、encommonlyemployedasprecursorlayersforpreparationofchalcopyriteCuInSe2,CuGaSe2andCu(In1-xGax)Se2(CIGSe).CIGSehasexcellentphysicalproperties,suchashighquantumefficiency,tunableband-gapenergy,long-termexcitationstability,whichhasbeenknownasexcellentlight-absorbingmaterialsforhigh-efficiency(beyond2
7、0%)thinfilmsolarcells.Inthispaper,(In1-xGax)2Se3nanocrystals(0≤x≤1)weresynthesizedbyafacile,airpressureethylenediamine/N-dodecylmercaptanco-assistedtriethyleneglycolsolutionprocessusingInCl3·4H2O,GaCl3andSepowderasprec
