用于太陽能電池的金屬硫化物/石墨烯/氧化鋅復(fù)合材料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于太陽能電池的金屬硫化物/石墨烯/氧化鋅復(fù)合材料的制備方法，具體步驟為：1)惰性氣氛保護(hù)下，將金屬硫化物、石墨烯和引發(fā)劑均勻混合后，注入叔丁基鋰溶液中，高溫條件下攪拌；2)制備鋰化后的金屬硫化物/石墨烯粉末；3)制備金屬硫化物/石墨烯的復(fù)合物；4)將氧化鋅與金屬硫化物/石墨烯的復(fù)合物混合于水中，攪拌，再靜置陳化，得到懸浮液于溫度為120～180℃條件下反應(yīng)，然后將其中的固體分離出來，即得到目標(biāo)物。本發(fā)明的優(yōu)點在于：制備方法簡便、催化性能優(yōu)異，增大了石墨烯基電極材料的比電容量，壽命長，提高了石墨烯的電學(xué)性能，使其在超級電容器、太陽能電池等領(lǐng)域具有更廣闊的應(yīng)用前景。
【專利說明】
用于太陽能電池的金屬硫化物/石墨烯/氧化鋅復(fù)合材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及用于太陽能電池的金屬硫化物/石墨烯/氧化鋅復(fù)合材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著能源危機(jī)與環(huán)境危機(jī)的日益嚴(yán)峻，尋找經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的燃料替代品迫在眉睫。太陽光作為資源豐富、分布廣泛、環(huán)境友好、可持續(xù)利用的可再生資源而受到廣泛關(guān)注，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的有利轉(zhuǎn)換引發(fā)了太陽能電池的研究熱潮。而無機(jī)納米半導(dǎo)體量子點復(fù)合材料因量子限域效應(yīng)而在熱、光、電和磁等方面表現(xiàn)出獨特的優(yōu)異性能，已引起研究者們極大的關(guān)注，并被廣泛應(yīng)用于能源、光電子和化工等諸多領(lǐng)域。
[0003]氧化鋅(ZnO)作為典型的I1-1V族半導(dǎo)體材料，具有電子親和勢和迀移率高等特性。同時催化活性高，穩(wěn)定性好的硫化物對電極的研究與實施為降低對電極成本提供了一條有效的途徑。將兩者材料與石墨烯復(fù)合，是我們新一代研究人員的新課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明涉及用于太陽能電池的金屬硫化物/石墨烯/氧化鋅復(fù)合材料的制備方法。本發(fā)明技術(shù)制備方法簡便、催化性能優(yōu)異，增大了石墨烯基電極材料的比電容量，壽命長，提高了石墨烯的電學(xué)性能，使其在超級電容器、太陽能電池等領(lǐng)域具有更廣闊的應(yīng)用前景。
[0005]本發(fā)明的具體技術(shù)方案為:
[0006]用于太陽能電池的金屬硫化物/石墨烯/氧化鋅復(fù)合材料的制備方法，具體步驟如下:
[0007]I)在惰性氣氛的保護(hù)下，將金屬硫化物、石墨烯和引發(fā)劑均勻混合后，注入叔丁基鋰溶液中，高溫條件下攪拌10?18h ;
[0008]2)將步驟I)所得反應(yīng)產(chǎn)物過濾，得到鋰化后的金屬硫化物/石墨烯粉末；
[0009]3)將步驟2)所得金屬硫化物/石墨烯的復(fù)合物用還原劑進(jìn)行還原，然后分離出金屬硫化物/石墨烯的復(fù)合物；
[0010]4)將氧化鋅與金屬硫化物/石墨烯的復(fù)合物混合于水中，分散并攪拌3?6h后，向其中邊攪拌邊滴加濃氨水，滴加完成后，繼續(xù)攪拌5?6h，再靜置陳化8?24h，得到懸浮液；再將所得到的懸浮液在氮氣或惰性氣體保護(hù)下，于溫度為120?180°C條件下反應(yīng)I?6h，然后將其中的固體分離出來，即得到金屬硫化物/石墨烯/氧化鋅復(fù)合材料。
[0011]所述的金屬硫化物與石墨烯的質(zhì)量比為:20: I?30。述的硫化物與叔丁基鋰的質(zhì)量比為:1: 5?50。所述的金屬硫化物為:MoS2、WS^SnS2<^；f述的引發(fā)劑為(NH4)2S20s、K2Cr2O7, K13, FeCl3, FeCl4, H202、Ce (SO4)2, MnO2、過氧化苯甲酰中的一種。所述惰性氣體為氬氣。所述步驟4)中的濃氨水中氨與氧化鋅的摩爾比為I?5: 10
[0012]同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:制備方法簡便、催化性能優(yōu)異，增大了石墨稀基電極材料的比電容量，壽命長，提尚了石墨稀的電學(xué)性能，使其在超級電容器、太陽能電池等領(lǐng)域具有更廣闊的應(yīng)用前景。
【具體實施方式】
[0013]結(jié)合具體實施例，對其技術(shù)方案作進(jìn)一步的我闡述，
[0014]實施例1:
[0015]I)在惰性氣氛的保護(hù)下，將5g金屬硫化物、Sg石墨烯和0.0lg引發(fā)劑均勻混合后，注入50ml的叔丁基鋰溶液中，高溫條件下攪拌1h ;
[0016]2)將步驟I)所得反應(yīng)產(chǎn)物過濾，得到鋰化后的金屬硫化物/石墨烯粉末；
[0017]3)將步驟2)所得金屬硫化物/石墨烯的復(fù)合物用還原劑進(jìn)行還原，然后分離出金屬硫化物/石墨烯的復(fù)合物；
[0018]4)將氧化鋅與金屬硫化物/石墨烯的復(fù)合物混合于80ml水中，分散并攪拌3h后，向其中邊攪拌邊滴加濃氨水，滴加完成后，繼續(xù)攪拌5h，再靜置陳化8h，得到懸浮液；再將所得到的懸浮液在氮氣或惰性氣體保護(hù)下，于溫度為120°C條件下反應(yīng)lh，然后將其中的固體分離出來，即得到金屬硫化物/石墨烯/氧化鋅復(fù)合材料，記為復(fù)合材料I。
[0019]實施例2:
[0020]I)在惰性氣氛的保護(hù)下，將1g金屬硫化物、16g石墨烯和0.02g引發(fā)劑均勻混合后，注入50ml的叔丁基鋰溶液中，高溫條件下攪拌18h ;
[0021]2)將步驟I)所得反應(yīng)產(chǎn)物過濾，得到鋰化后的金屬硫化物/石墨烯粉末；
[0022]3)將步驟2)所得金屬硫化物/石墨烯的復(fù)合物用還原劑進(jìn)行還原，然后分離出金屬硫化物/石墨烯的復(fù)合物；
[0023]4)將氧化鋅與金屬硫化物/石墨烯的復(fù)合物混合于80ml水中，分散并攪拌6h后，向其中邊攪拌邊滴加濃氨水，滴加完成后，繼續(xù)攪拌6h，再靜置陳化24h，得到懸浮液；再將所得到的懸浮液在氮氣或惰性氣體保護(hù)下，于溫度為180°C條件下反應(yīng)6h，然后將其中的固體分離出來，即得到金屬硫化物/石墨烯/氧化鋅復(fù)合材料。記為復(fù)合材料2。
[0024]通過將本發(fā)明制備的金屬硫化物/石墨烯/氧化鋅復(fù)合材料作為電極材料進(jìn)行性能對比測試試驗，得出以下結(jié)論'2號復(fù)合材料的各項性能均優(yōu)于I號復(fù)合材料，2號復(fù)合材料可以廣泛應(yīng)用與太陽能電池的電極制作的原材料中。
【主權(quán)項】
1.用于太陽能電池的金屬硫化物/石墨稀/氧化鋅復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，具體步驟如下: 1)在惰性氣氛的保護(hù)下，將金屬硫化物、石墨烯和引發(fā)劑均勻混合后，注入叔丁基鋰溶液中，高溫條件下攪拌10?18h ； 2)將步驟I)所得反應(yīng)產(chǎn)物過濾，得到鋰化后的金屬硫化物/石墨烯粉末； 3)將步驟2)所得金屬硫化物/石墨烯的復(fù)合物用還原劑進(jìn)行還原，然后分離出金屬硫化物/石墨烯的復(fù)合物； 4)將氧化鋅與金屬硫化物/石墨烯的復(fù)合物混合于水中，分散并攪拌3?6h后，向其中邊攪拌邊滴加濃氨水，滴加完成后，繼續(xù)攪拌5?6h，再靜置陳化8?24h，得到懸浮液；再將所得到的懸浮液在氮氣或惰性氣體保護(hù)下，于溫度為120?180°C條件下反應(yīng)I?6h，然后將其中的固體分離出來，即得到金屬硫化物/石墨烯/氧化鋅復(fù)合材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于太陽能電池的金屬硫化物/石墨烯/氧化鋅復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:所述金屬硫化物與石墨烯的質(zhì)量比為:20: I?30。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于太陽能電池的金屬硫化物/石墨烯/氧化鋅復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:所述的硫化物與叔丁基鋰的質(zhì)量比為:1: 5?60。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于太陽能電池的金屬硫化物/石墨烯/氧化鋅復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:所述的金屬硫化物為:MoS2、WS2S SnS 2。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于太陽能電池的金屬硫化物/石墨烯/氧化鋅復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:所述的引發(fā)劑為(NH4)2S20s、K2Cr2O^ K13, FeCl3, FeCl4, H202、Ce (SO4)2N MnO2、過氧化苯甲酰中的一種。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于太陽能電池的金屬硫化物/石墨烯/氧化鋅復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:所述惰性氣體為氬氣。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于太陽能電池的金屬硫化物/石墨烯/氧化鋅復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:所述步驟4)中的濃氨水中氨與氧化鋅的摩爾比為I?5:1。
【文檔編號】B82Y40/00GK106067486SQ201410602950
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2014年10月30日 公開號201410602950.1, CN 106067486 A, CN 106067486A, CN 201410602950, CN-A-106067486, CN106067486 A, CN106067486A, CN201410602950, CN201410602950.1
【發(fā)明人】鄭偉娜
【申請人】西安亞岱新能源科技有限公司