[发明专利]一种Cu2ZnSnS4/石墨烯复合半导体薄膜的制备方法及其应用有效
| 申请号： | 201610014225.1 | 申请日： | 2016-01-11 |
| 公开（公告）号： | CN105669045B | 公开（公告）日： | 2018-04-24 |
| 发明（设计）人： | 庞洲骏;招瑜;魏爱香;刘俊;肖志明;陈镇海 | 申请（专利权）人： | 广东工业大学 |
| 主分类号： | C03C17/34 | 分类号： | C03C17/34;H01G9/042;H01L31/0224;H01L31/04 |
| 代理公司： | 广州市南锋专利事务所有限公司44228 | 代理人： | 刘媖 |
| 地址： | 510090 广东*** | 国省代码： | 广东;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 cu sub znsns 石墨 复合 半导体 薄膜 制备 方法 及其 应用 | ||
1.一种Cu2ZnSnS4/石墨烯复合半导体薄膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）FTO 导电玻璃衬底的清洗：将掺F的SnO2透明导电玻璃FTO依次放入丙酮、无水乙醇和去离子水中各超声清洗10 min，烘干；
（2）制备石墨烯薄膜骨架：在50ml乙二醇溶液中加入改进hummer法制备的氧化还原石墨烯粉末0.01~0.1g，用超声粉碎仪超声分散10min，然后使用滴管吸取0.02~0.1ml石墨烯悬浊液，滴加在FTO玻璃导电面，置于鼓风干燥机，60-200℃恒温干燥，得到石墨烯薄膜；
（3）配制化学反应前驱体溶液：在50 ml的乙二醇中依次加入4 mmol氯化铜、2 mmol氯化锌、2 mmol氯化亚锡，磁力搅拌至充分溶解；然后加入5~11mmol 硫脲，0~1.28g PVP磁力搅拌至充分溶解，得到反应前驱体溶液；
（4）以石墨烯薄膜骨架制备Cu2ZnSnS4/石墨烯复合半导体薄膜：将附有石墨烯的FTO导电玻璃放入高压反应釜的聚四氟乙烯内衬中，且含有石墨烯面朝上放置；将步骤（3）配好的溶液倒入聚四氟乙烯内衬中，封釜，将高压釜置于高温干燥箱中，反应温度为180℃～200℃，反应时间为8～24 h；反应完成后将长有CZTS/石墨烯复合薄膜的FTO导电玻璃取出，分别用无水乙醇和去离子水清洗三遍，再将其60℃真空干燥4小时得到Cu2ZnSnS4/石墨烯复合半导体薄膜；
（5）Cu2ZnSnS4/石墨烯复合半导体薄膜的表征：采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、激光拉曼光谱分析方法，对所制备的CZTS半导体薄膜的形貌、结构、成分和光学性能进行分析。
2.根据权利要求1所述的一种Cu2ZnSnS4/石墨烯复合半导体薄膜的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的FTO，其方块电阻为 14 Ω/cm2，透射率大于90%。
3.一种由权利要求1制备的Cu2ZnSnS4/石墨烯复合半导体薄膜的应用，其特征在于：制备的Cu2ZnSnS4/石墨烯复合半导体薄膜可以直接用作染料敏化太阳能电池的对电极。
4.一种由权利要求1制备的Cu2ZnSnS4/石墨烯复合半导体薄膜的应用，其特征在于：制备的Cu2ZnSnS4/石墨烯复合半导体薄膜可以用于太阳能电池，即FTO直接作为电池的背电极，Cu2ZnSnS4/石墨烯复合薄膜作为薄膜电池的吸收层，在吸收层上面直接制备缓冲层、窗口层和上电极，制备成Cu2ZnSnS4半导体薄膜太阳能电池。
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