[发明专利]一种高品质铜锌锡硫纳米晶光伏材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种高品质铜锌锡硫纳米晶光伏材料及其制备方法，属于半导体光伏材料技术领域；本方法采用湿化学合成法，首先利用叔丁醇钾(KTB)和硫粉(S)的反应，获得高活性的多硫化物(S_n^2-)硫源溶液(KTB-S)，然后和简单的金属无机盐反应，通过共沉淀结晶技术合成了铜锌锡硫纳米晶，制备的铜锌锡硫纳米晶具有结晶完整性高、单分散、颗粒均匀、粒径分布狭窄等优点，其金属组分比例、直接带隙宽度等均适合作为薄膜太阳电池的吸收层材料；采用该方法制备铜锌锡硫纳米晶，整个制备过程操作简便，使用原料成本低廉，无任何毒害副产物，环境友好，适合于规模化工业生产。

主权项

一种高品质铜锌锡硫纳米晶光伏材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)高活性的多硫化物硫源溶液的制备：将叔丁醇钾和硫粉按15∶2～15∶4的摩尔比加入到适量的无水乙醇溶剂中，控制叔丁醇钾溶液的浓度为1.5M，磁力搅拌下加热反应，得到红色的多硫化物高活性硫源溶液；(2)将CuCl₂·2H₂O、ZnCl₂·2H₂O、SnCl₂·2H₂O加入步骤(1)的红色高活性硫源溶液中，控制CuCl₂·2H₂O∶ZnCl₂·2H₂O∶SnCl₂·2H₂O∶S的摩尔比为2∶1∶1∶4～8，氮气保护下回流反应，得到黑色泥浆，置于真空干燥箱中快速蒸发干燥后，升温到200‑300℃进一步结晶反应数小时；(3)将步骤(2)所得产物自然冷却至室温，用蒸馏水和无水乙醇多次洗涤，离心分离除去大颗粒团聚物、真空干燥，得到的粉体即为高品质铜锌锡硫纳米晶。