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一维纤锌矿Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ_2半导体材料制备和光电性能研究

作　者: 李强
导　师: 黄少铭；邹超
学　校: 温州大学
专　业: 物理化学
关键词: 纳米带 纳米线 催化剂 光电性能
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


由于对清洁和可长久使用能源需求的增加，三元和四元I-III-VI2半导体化合物，如CuInS2和CuInxGa1-xS2，作为一系列太阳能电池中重要的吸收层材料，近年来受到越来越多的关注。在太阳能薄膜电池的制备过程中，化学计量比和物相可控的高质量纳米晶的合成是至关重要的。纳米晶的形状、结构和组成在决定吸收层材料光学性能和最终电池性能方面起着非常重要的作用。我们在溶液中用Cu1.75S作为催化剂合成出纤锌矿的三元和四元纳米带(CuInS2,CuGaS2和CuInxGa1-xS2)，并且证明了可以用Ag2S催化的方法制备出纤锌矿CuInS2纳米线。其光电性质的测试结果表明制备出的材料具有很好的光电响应性能。主要内容如下：（1）采用液相法制备出三元和四元纤锌矿纳米带(CuInS2,CuInxGa1-xS2)，对生长机理的详细研究表明，首先形成Cu1.75S纳米晶，然后作为催化剂进一步催化纳米带的生长；而在纤锌矿CuGaS2纳米带的生长中，也是首先形成了Cu1.75S纳米晶，在纳米带的进一步生长中起催化剂的作用，但是在生长过程中Cu1.75S纳米颗粒逐渐地被消耗掉，当消耗完毕后，纳米带的生长随即停止。光照CuGaS2薄膜的亮电流比暗电流增大了近17倍。（2）通过Ag2S催化的方法制备出纤锌矿的CuInS2纳米线，并表现出良好的光电响应特性。CuInS2薄膜的光响应电流的明显提高可归因于纳米线的单晶特性和一维结构。这些纳米材料的成功制备不但给我们研究其光电性质的机会，而且这种简单的制备方法，还可以为我们提供制备其他各种纳米结构半导体的思路，使其应用于太阳能电池和其他领域，如CuInSe2和CuInxGa1-xSe2。

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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