[发明专利]一种Cu2ZnSnS4的水热制备法及其Cu2ZnSnS4材料和用途

权利要求书

1.一种Cu₂ZnSnS₄的水热制备法，其特征在于：包括如下的步骤：

(1)以毫摩尔表示物质的量，以2∶1∶1∶x的毫摩尔比例分别将铜盐、锌盐、锡盐和还原剂与硫源一起加入到聚四氟乙烯反应釜中，然后加入水进行溶解，以配成浓度为0.01-0.5M的溶液，其中，x是还原剂的量，x＝1-5；所述硫源的量是所述铜盐、锌盐、锡盐之和的1-20倍；

(2)在反应温度100-200℃下，反应1-24小时之后，将产物分离制得Cu₂ZnSnS₄材料。

2.权利要求1所述的水热制备法，其特征在于，所述铜盐为选自乙酸铜、硝酸铜、硫酸铜、高氯酸铜、氯化铜、氯化亚铜和氰化亚铜中的至少一种。

3.权利要求1所述的水热制备法，其特征在于，所述锌盐选自乙酸锌、硝酸锌、硫酸锌、高氯酸锌和磷酸锌中的至少一种。

4.权利要求1所述的水热制备法，其特征在于，所述锡盐选自草酸亚锡、硫酸亚锡、氯化亚锡、氯化锡、乙酸锡和乙酸亚锡中的至少一种。

5.权利要求1所述的水热制备法，其特征在于，所述还原剂能够选自抗坏血酸、盐酸羟胺、葡萄糖、水合肼、一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺、苯丙醇胺和甘氨酸中的至少一种。

6.权利要求1所述的水热制备法，其特征在于，所述硫源选自硫粉、硫化钾、硫代硫酸钠、硫脲、二硫化碳、硫代乙酰胺、α-安息香肟及乙硫醇中的至少一种。

7.权利要求1所述的水热制备法，其特征在于，在所述第(1)步骤中还可添加修饰剂。

8.权利要求7所述的水热制备法，其特征在于，所述修饰剂为表面活性剂和增加导电率的活性剂。

9.权利要求8所述的水热制备法，其特征在于，所述修饰剂选自乙二胺四乙酸及其盐、柠檬酸及其盐、酒石酸及其盐、苹果酸及其盐、磺基水杨酸及其盐、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、P123(HO(CH₂CH₂O)₂₀(CH₂CH(CH₂)O)₇₀(CH₂CH₂O)₂₀H)、F127(HO(CH₂CH₂O)₁₀₀(CH₂CH(CH₂)O)₇₀(CH₂CH₂O)₁₀₀H)、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、油酸钠、油胺、十六胺和聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)中的至少一种。

10.一种Cu₂ZnSnS₄材料，其特征在于：由权利要求1-9中任一项的水热制备法制得，其粒径小于100nm，其X射线衍射谱图中无杂质峰，为纯相，其晶格条纹为对应于四方Cu₂ZnSnS₄相的(112)面。

11.权利要求10所述的Cu₂ZnSnS₄材料在作为太阳能吸收层材料的用途。

12.权利要求10所述的Cu₂ZnSnS₄材料在作为太阳能电池的用途。