專利名稱：銅鋅錫硒納米粒子的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種納米光電技術(shù)領(lǐng)域的材質(zhì)及其制備方法，具體是一種銅鋅錫
硒納米粒子的制備方法。
背景技術(shù)：
銅鋅錫硒(Cu2ZnSnSe4，英文縮寫為CZTSe)禁帶寬度與半導(dǎo)體太陽電池所要求的 最佳禁帶寬度十分接近，且該材料是利用在地殼上蘊含量較高的鋅和錫元素代替了銅銦鎵 硒(CuJnGaS^，英文縮寫為CIGS)中的銦、鎵元素，不含有毒成分對環(huán)境友好，是替代銅銦 鎵硒太陽電池吸收層的候選材料之一，有可能成為未來光伏電池的主流產(chǎn)品。
經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻檢索發(fā)現(xiàn)，Kim等在《Physica Status Solidi (A) A卯licationsand Materials》2007年第204巻第10期第3373 3379頁發(fā)表"Pulsed laser deposition of quaternary Cu2ZnSnSe4 thin films，，(脈沖激光沉禾只制備 Cu2ZnSnSe4薄膜)以來，專業(yè)人員已經(jīng)開發(fā)出脈沖激光沉積、磁控濺射、共蒸發(fā)真空鍍膜等 CU2ZnSnSe4制備方法，但這些方法存在著設(shè)備昂貴、不易于大面積沉積等缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種銅鋅錫硒納米粒子的制備方法， 該方法綠色無污染、成本低廉，適于大規(guī)模生產(chǎn)。 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括以下步驟 步驟一、將二價鋅鹽、二價或四價錫鹽、一價或二價銅鹽以及硒粉以(1 2.2) : (1 1.2) : (2 2.2) : (4 8. 8)的摩爾比混合后加入油胺，制成混合物；
所述的二價鋅鹽為乙酰丙酮鋅、氯化鋅、硫酸鋅或醋酸鋅中的一種或其組合。
所述的二價或四價錫鹽中的二價錫鹽為二氯化錫、醋酸錫、辛酸錫、乙酰丙酮溴化 錫或乙酰丙酮氯化錫中的一種或其組合。 所述的一價或二價銅鹽為乙酰丙酮銅、氯化亞銅、氰化亞銅、氯化銅或醋酸銅中的 一種或其組合。 步驟二、將混合物經(jīng)加熱處理后溶于初提取溶劑中，經(jīng)離心后取下層沉淀；再向下 層沉淀中加入復(fù)提取溶劑，經(jīng)二次離心后取上清液，最后向上清液中再次加入油胺和初提 取溶劑，經(jīng)三次離心后將沉淀取出烘干，得到銅鋅錫硫納米粒子。
所述的加熱處理是指100 50(TC加熱1 24小時。
所述的初提取溶劑和復(fù)提取溶劑分別為甲醇、乙醇、乙二醇、正戊醇、正丁醇、叔
丁醇、二甲苯、正己烷、三氯乙烯、四氯乙烯、氯仿或二氯甲烷中的任一兩種且互不相同。
所述的再次加入油胺是指向上清液中加入二價鋅鹽摩爾數(shù)的5 50倍的油胺。所述的銅鋅錫硒納米粒子為Cu2ZnSnSe4，其直徑為5 50nm。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果本發(fā)明采用非真空化學(xué)合成的方
法制備銅鋅錫硒納米粒子，避免了濺射法存在的設(shè)備昂貴、不易于大面積沉積等缺點，具有綠色無污染，適合工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)點。


圖1為實施例1的X射線衍射圖譜。
圖2為實施例2的X射線衍射圖譜。
圖3為實施例3的X射線衍射圖譜。
圖4為實施例4的X射線衍射圖譜。
圖5為實施例5的X射線衍射圖譜。
具體實施例方式
下面對本發(fā)明的實施例作詳細(xì)說明，本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進行 實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施 例。 實施例1 將0. 25mmo1氯化鋅、0. 25mmo1 二氯化錫、0. 5mmo1乙酰丙酮銅、lmmol硒粉加入反 應(yīng)管，加入1. 25mmo1油胺，IO(TC加熱處理24小時，將得到的產(chǎn)物溶于乙醇，8000rpm下離 心10分鐘，取下層沉淀，加入氯仿，7000rpm下離心5分鐘，取上層清液，加入0. lmL油胺和 2. 5mL乙醇，8000rpm下離心10分鐘后取下層沉淀，蒸干溶劑后得到銅鋅錫硒納米粒子，銅 鋅錫硒納米粒子的平均直徑為5nm，最終產(chǎn)物的X射線衍射圖如圖1。
實施例2 將O. 5mmo1硫酸鋅、0. 3mmo1醋酸錫、0. 5mmo1氰化亞銅、4. 4mmo1硒粉加入反應(yīng)管， 加入15mmo1油胺，35(TC加熱處理10小時，將得到的產(chǎn)物溶于3. 8mL乙二醇，8000rpm下離 心10分鐘，取下層沉淀，加入2. 5mL四氯乙烯，7000rpm下離心5分鐘，取上層清液，加入 0. lmL油胺和2. 5mL乙二醇，8000rpm下離心10min后取下層沉淀，蒸干溶劑后得到銅鋅錫 硒納米粒子，銅鋅錫硒納米粒子的平均直徑為8nm，最終產(chǎn)物的X射線衍射圖如圖2。
實施例3 將0. 3mmo1醋酸鋅、0. 28mmo1乙酰丙酮溴化錫、0. 5mmo1氯化亞銅、1. 5mmo1硒粉 加入反應(yīng)管，加入15mmo1油胺，500。C加熱處理1小時，將得到的產(chǎn)物溶于2. 85mL乙二醇， 8000rpm下離心10分鐘，取下層沉淀，加入2. 5mL正己烷，7000rpm下離心5分鐘，取上層清 液，加入0. lmL油胺和2. 5mL乙二醇，8000rpm下離心10氯化亞銅后取下層沉淀，蒸干溶劑 后得到銅鋅錫硒納米粒子，所述的銅鋅錫硒納米粒子的平均直徑為9nm，最終產(chǎn)物的X射線 衍射圖如圖3。
實施例4 將0. 25mmo1氯化鋅、0. 25mmo1乙酰丙酮氯化錫、0. 5mmo1醋酸銅、2. 2mmo1硒粉 加入反應(yīng)管，加入2. 5mmo1油胺，200°C加熱處理4小時，將得到的產(chǎn)物溶于2. 5mL甲醇， 8000rpm下離心10分鐘，取下層沉淀，加入2. 5mL正己烷，7000rpm下離心5分鐘，取上層清 液，加入0. lmL油胺和2. 5mL 二甲苯，8000rpm下離心10分鐘后取下層沉淀，蒸干溶劑后得 到銅鋅錫硒納米粒子，銅鋅錫硒納米粒子的平均直徑為30nm，最終產(chǎn)物的X射線衍射圖如 圖4。
實施例5 將0. 25mmol乙酰丙酮鋅、0. 3mmo1辛酸錫、0. 5mmo1氯化銅、2. 6mmo1硒粉加入反 應(yīng)管，加入7. 5mmo1油胺，30(TC加熱處理4小時，將得到的產(chǎn)物溶于3. 2mL叔丁醇，8000rpm 下離心10分鐘，取下層沉淀，加入2. 5mL 二氯甲烷，7000rpm下離心5分鐘，取上層清液，加 入0. lml油胺和2. 5mL叔丁醇，8000rpm下離心10min后取下層沉淀，蒸干溶劑后得到銅鋅 錫硒納米粒子，所述的銅鋅錫硒納米粒子的平均直徑為50nm，最終產(chǎn)物的X射線衍射圖如 圖5。
權(quán)利要求
一種銅鋅錫硒納米粒子的制備方法，其特征在于，包括以下步驟步驟一、將二價鋅鹽、二價或四價錫鹽、一價或二價銅鹽以及硒粉以(1～2.2)∶(1～1.2)∶(2～2.2)∶(4～8.8)的摩爾比混合后加入油胺，制成混合物；步驟二、將混合物經(jīng)加熱處理后溶于初提取溶劑中，經(jīng)離心后取下層沉淀；再向下層沉淀中加入復(fù)提取溶劑，經(jīng)二次離心后取上清液；最后向上清液中再次加入油胺和初提取溶劑，經(jīng)三次離心后將沉淀取出烘干，得到銅鋅錫硫納米粒子；所述的銅鋅錫硒納米粒子為Cu2ZnSnSe4，其直徑為5～50nm。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅鋅錫硒納米粒子的制備方法，其特征是，所述的二價鋅鹽 為乙酰丙酮鋅、氯化鋅、硫酸鋅或醋酸鋅中的一種或其組合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅鋅錫硒納米粒子的制備方法，其特征是，所述的二價或四 價錫鹽中的二價錫鹽為二氯化錫、醋酸錫、辛酸錫、乙酰丙酮溴化錫或乙酰丙酮氯化錫中的 一種或其組合。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅鋅錫硒納米粒子的制備方法，其特征是，所述的一價或二 價銅鹽為乙酰丙酮銅、氯化亞銅、氰化亞銅、氯化銅或醋酸銅中的一種或其組合。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅鋅錫硒納米粒子的制備方法，其特征是，所述的加熱處理 是指:100 500。C加熱1 24小時。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅鋅錫硒納米粒子的制備方法，其特征是，所述的初提取溶 劑和復(fù)提取溶劑分別為甲醇、乙醇、乙二醇、正戊醇、正丁醇、叔丁<醇、二甲苯、正己烷、三氯 乙烯、四氯乙烯、氯仿或二氯甲烷中的任一兩種且互不相同。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅鋅錫硒納米粒子的制備方法，其特征是，所述的再次加入 油胺是指向上清液中加入二價鋅鹽摩爾數(shù)的5 50倍的油胺。
全文摘要
一種納米光電技術(shù)領(lǐng)域的銅鋅錫硒納米粒子的制備方法，包括將二價鋅鹽、二價或四價錫鹽、一價或二價銅鹽以及硒粉混合后加入油胺；經(jīng)加熱處理后溶于初提取溶劑中，經(jīng)離心后取下層沉淀；再向下層沉淀中加入復(fù)提取溶劑，經(jīng)二次離心后取上清液，最后向上清液中再次加入油胺和初提取溶劑，經(jīng)三次離心后將沉淀取出烘干，得到銅鋅錫硫納米粒子。本發(fā)明方法綠色無污染、成本低廉，適于大規(guī)模生產(chǎn)。
文檔編號B82B3/00GK101700873SQ20091031011
公開日2010年5月5日 申請日期2009年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月20日
發(fā)明者周志華, 孫怡婧, 張亞非, 郭煒, 魏浩 申請人:上海交通大學(xué)