CN107935060A - 层状硫族光电材料及其制备方法 - Google Patents

层状硫族光电材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107935060A
CN107935060A CN201711192895.3A CN201711192895A CN107935060A CN 107935060 A CN107935060 A CN 107935060A CN 201711192895 A CN201711192895 A CN 201711192895A CN 107935060 A CN107935060 A CN 107935060A
Authority
CN
China
Prior art keywords
photoelectric material
mcu
sulfur family
stratiform
family photoelectric
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201711192895.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107935060B (zh
Inventor
张刚华
曾涛
曹剑武
韩冰辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Material Research Institute Co ltd
Original Assignee
Shanghai Institute of Materials
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Institute of Materials filed Critical Shanghai Institute of Materials
Priority to CN201711192895.3A priority Critical patent/CN107935060B/zh
Publication of CN107935060A publication Critical patent/CN107935060A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107935060B publication Critical patent/CN107935060B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G53/00—Compounds of nickel
    • C01G53/006—Compounds containing, besides nickel, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B19/00—Selenium; Tellurium; Compounds thereof
    • C01B19/002—Compounds containing, besides selenium or tellurium, more than one other element, with -O- and -OH not being considered as anions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G45/00—Compounds of manganese
    • C01G45/006—Compounds containing, besides manganese, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G49/00—Compounds of iron
    • C01G49/009—Compounds containing, besides iron, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G51/00—Compounds of cobalt
    • C01G51/006—Compounds containing, besides cobalt, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/20—Two-dimensional structures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
    • C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/80—Crystal-structural characteristics defined by measured data other than those specified in group C01P2002/70
    • C01P2002/85—Crystal-structural characteristics defined by measured data other than those specified in group C01P2002/70 by XPS, EDX or EDAX data
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
    • C01P2004/03—Particle morphology depicted by an image obtained by SEM
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/20—Particle morphology extending in two dimensions, e.g. plate-like
    • C01P2004/24—Nanoplates, i.e. plate-like particles with a thickness from 1-100 nanometer

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及层状硫族光电材料及其制备方法，A为Na、K、Rb或Cs中的一种或多种；M为Mn、Fe、Co或Ni中的一种或多种；Q为S、Se或S与Se的混合。该材料具有ThCr2Si2型层状结构，原子A穿插在相邻的MCuQ2层之间的空隙中，MCuQ2层由四配位的M、Cu离子之间通过共边连接方式构成，且Cu和M原子随机分布在四面体的中心。本发明采用水热法和高温固相法合成了这类具有可见光响应的光电材料。与现有技术相比，本发明A2MCu3Q4型层状硫族光电材料在太阳光照下表现出明显的光生电流和快速的光电响应，在信息传输、光电转换以及传感器等领域有广阔的应用前景。

Description

层状硫族光电材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种光电材料，尤其是涉及一种A2MCu3Q4型层状硫族光电材料及其制备方法。
背景技术
光电材料是将太阳能转变为电能的一类能量转换功能材料，由于在信息传输、光电转换以及传感器等领域具有极大的研究与应用前景而备受关注。目前，太阳能光电材料主要有硅、Ⅲ-Ⅴ族化合物、铜铟镓硒(CIGS)硫族化合物、染料敏化、聚合物等几种。硅基光伏电池已规模化生产，但其光电转换机制决定了只有能量超过带隙的光才能产生电流，因而转换效率似乎趋于当前概念和技术手段的极限。要获得更高的转换效率，电池的结构将更为复杂，成本也很昂贵。除硅外，Ⅲ-Ⅴ族化合物(CdTe、GaAs)和硫族光电材料(铜铟镓硒(CIGS)等)的转换效率较高，但考虑到In、Ga、Te等元素的稀缺性，以及As、Cd等元素的毒性，商业化前景不如硅。从技术的角度上来说，原料储量丰富、无毒、且无污染是光电材料可以实际运用的至关重要的因素。然而，到目前为止，已发现的光电性能优异的硫族化合物种类屈指可数，并且大都局限于黄铜矿型硫族化合物中(如：CIGS，Cu2ZnSnS4，Cu2FeSnS4等)。结构对物质性质的影响是不言而喻的，不同结构的光电材料具有的物理性能不同，并且结构的多样性为理论研究提供了丰富的模型。因此，寻找高效、低耗的新型硫族光电材料，对硫族光电材料的实际运用和理论研究是十分有意义的。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种A2MCu3Q4型层状硫族光电材料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
A2MCu3Q4型层状硫族光电材料，A为Na、K、Rb或Cs中的一种或多种；M为Mn、Fe、Co或Ni中的一种或多种；Q为S、Se或S与Se的混合。
该材料具有ThCr2Si2型层状结构，原子A穿插在相邻的MCuQ2层之间的空隙中，MCuQ2层由四配位的M、Cu离子之间通过共边连接方式构成，且Cu和M原子随机分布在四面体的中心。
本发明A2MCu3Q4型层状硫族光电材料在太阳光照射下具有显著的光电响应，为硫族光电材料的理论研究与实际运用提供了一类新的备选材料。
本发明还提供所述A2MCu3Q4型层状硫族光电材料的水热制备方法，包括如下步骤：
1)将含M与Cu的反应原料按照物质的量比1：3加入水中混合并搅拌均匀，得到混合溶液，M为Mn、Fe、Co或Ni中的一种或多种；
2)向步骤1)所得混合溶液中加入Q，Q为S单质、Se单质或S单质与Se单质的混物；
3)向步骤2)所得混合溶液中加入AOH，其中A为Na、K、Rb或Cs中的一种或多种，搅拌使混合物均匀混合；
4)待步骤3)所得混合物冷却至室温后，转移至反应釜中，填充度为低于80％，在160～260℃下反应1～7天后将反应釜冷却至室温，并卸压；
5)将合成样品用去离子水清洗，并在超声波振荡器中进行超声处理，得到A2MCu3Q4型层状硫族光电材料。
含M的反应原料是指含M的可溶性盐，含Cu的反应原料是指含Cu的可溶性盐。
步骤3)中，加入AOH后使所述溶液碱度达到2mol/L以上。
步骤5)超声处理之后，把所得样品放到烘箱中烘干。
本发明还提供所述A2MCu3Q4型层状硫族光电材料的高温固相制备方法，包括如下步骤：
a)将含A、M、Cu和Q的反应原料真空条件下热处理后，按照物质的量比2：1：3：4混合并研磨均匀，A为Na、K、Rb或Cs中的一种或多种；M为Mn、Fe、Co或Ni中的一种或多种；Q为S、Se或S与Se的混合；
b)将步骤a)所得混合物压制成薄片状；
c)将步骤b)所得压片进行真空煅烧；
d)将步骤c)所得混合物淬火至室温；
e)将步骤d)所得混合物用乙醇清洗，并在超声波振荡器中进行超声处理，得到A2MCu3Q4型层状硫族光电材料。
A源为A金属单质和/或其硫化物或硒化物，M源为M金属单质和/或其硫化物或硒化物，Q源是S、Se单质。
步骤a)中，将含A、M、Cu和Q的反应原料在500～800℃、真空条件下热处理4～8h后，在氩气保护下称取和混合所述原料。
步骤b)中，将步骤a)所得混合物经研磨混合均匀后压制成薄片状，压片优选条件是在5～15MPa下将混合均匀的原料压制成直径为5～10mm的薄片。
步骤c)中，真空煅烧的条件是：500～800℃、真空条件下煅烧6～20h。
与现有技术相比，本发明分别采用传统的高温固相反应以及温和简便的水热法来制备A2MCu3Q4型层状硫族光电材料。高温固相反应操作简便、制得样品量大，但是样品均为粉末样品；而水热法制得的样品质量较好并且具有较为规则的形貌。该体系中K2CoCu3S4样品在太阳光照下表现出明显的光生电流和快速的光电响应，在0.5V外加电压时的光生电流密度为10μA/cm2，光电响应时间约为1s。其他样品也表现出类似的性质，只是光电响应时间和光生电流密度各有不同而已。该类层状硫族光电材料的合成为硫族光电材料(尤其是A2MCu3Q4型层状硫族光电材料)更多新体系的发现提供了很好的参照。
附图说明
图1为实施例1所制备的K2CoCu3S4材料粉末XRD和单晶模拟XRD图；
图2为实施例1所制备的K2CoCu3S4材料晶体结构示意图；
图3为实施例1所制备的K2CoCu3S4材料晶体形貌SEM和EDS图；
图4为实施例1所制备的K2CoCu3S4材料在有/无光照下的I-V曲线图；
图5为实施例1所制备的K2CoCu3S4材料在可见光照射下，0.5V偏压时的光生电流密度及其光电响应时间图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
制备上述光电材料中K2CoCu3S4的水热合成方法，具体为：
1)将反应原料Co(NO3)2和Cu(CH3COO)2配制成0.2mol/L的澄清溶液，按照物质的量比1:3取液，混合并搅拌均匀，得到混合溶液；
2)向上述混合溶液中加入升华硫0.5g，在磁力搅拌器上搅拌均匀；
3)再向上述混合溶液中加入KOH固体，使溶液碱度达到2mol/L以上，搅拌使混合物均匀混合；
4)待上述混合物冷却至室温后，转移至反应釜中，填充度为低于80％，在230℃烘箱中反应3天后将反应釜冷却至室温，并卸压；
5)将合成样品用去离子水清洗，并在超声波振荡器中超声处理，得到样品，最后将样品在60℃烘箱中烘干。
图1为实施例1所制备的K2CoCu3S4材料粉末XRD图谱，从图1中可知，通过水热法制备的K2CoCu3S4样品为纯相，且具有较高的结晶度；图2为实施例1所制备的K2CoCu3S4材料的晶体结构示意图，由图2可知，该材料具有ThCr2Si2型层状结构，原子A穿插在相邻的MCuQ2层之间的空隙中，MCuQ2层由四配位的M、Cu离子之间通过共边连接方式构成，且Cu和M原子随机分布在四面体的中心。图3为实施例1所制备的K2CoCu3S4材料晶体形貌SEM和EDS图，样品具有纳米片状形貌，化学组成元素比例为2:1:3:4；图4为实施例1所制备的K2CoCu3S4材料在有/无光照下的I-V曲线图，从中可观察到与暗电流(1.5V时为15μA/cm2)相比，可见光的电流密度(1.5V时为25μA/cm2)有显著的增强；图5为实施例1所制备的K2CoCu3S4材料在可见光照射下，0.5V偏压时的光生电流密度曲线图，由图5可得样品的光电流密度为10μA/cm2左右，光电响应时间约为1s。因此，K2CoCu3S4具有可见光吸收，并表现出显著的光电响应性能。
实施例2
制备上述光电材料中K2NiCu3S4的水热合成方法，具体为：
1)将反应原料Ni(NO3)2和Cu(CH3COO)2配制成0.2mol/L的澄清溶液，按照物质的量比1:3取液，混合并搅拌均匀，得到混合溶液；
2)向上述混合溶液中加入升华硫1g，在磁力搅拌器上搅拌均匀；
3)再向上述混合溶液中加入KOH固体，使溶液碱度达到2mol/L以上，搅拌使混合物均匀混合；
4)待上述混合物冷却至室温后，转移至反应釜中，填充度为低于80％，在260℃烘箱中反应1天后将反应釜冷却至室温，并卸压；
5)将合成样品用去离子水清洗，并在超声波振荡器中超声处理，得到样品，最后将样品在60℃烘箱中烘干。
实施例3
制备上述光电材料中K2MnCu3S4的水热合成方法，具体为：
1)将反应原料Mn(NO3)2和Cu(CH3COO)2配制成0.2mol/L的澄清溶液，按照物质的量比1:3取液，混合并搅拌均匀，得到混合溶液；
2)向上述混合溶液中加入升华硫0.5g，在磁力搅拌器上搅拌均匀；
3)再向上述混合溶液中加入KOH固体，使溶液碱度达到2mol/L以上，搅拌使混合物均匀混合；
4)待上述混合物冷却至室温后，转移至反应釜中，填充度为低于80％，在220℃烘箱中反应3天后将反应釜冷却至室温，并卸压；
5)将合成样品用去离子水清洗，并在超声波振荡器中超声处理，得到样品，最后将样品在60℃烘箱中烘干。
实施例4
制备上述光电材料中K2FeCu3S4的水热合成方法，具体为：
1)将反应原料FeCl2和Cu(CH3COO)2配制成0.2mol/L的澄清溶液，按照物质的量比1:3取液，混合并搅拌均匀，得到混合溶液；
2)向上述混合溶液中加入升华硫0.26g，在磁力搅拌器上搅拌均匀；
3)再向上述混合溶液中加入KOH固体，使溶液碱度达到2mol/L以上，在持续搅拌下使混合物均匀混合；
4)待上述混合物冷却至室温后，将其转移至反应釜中，填充度为低于80％，在160℃烘箱中反应7天后将反应釜冷却至室温，并卸压；
5)将合成样品用去离子水清洗，并在超声波振荡器中超声处理，得到样品，最后将样品在60℃烘箱中烘干。
实施例5
制备上述光电材料中Cs2CoCu3S4的水热合成方法，具体参考实施例1，不同之处在于用CsOH替代KOH。
实施例6
制备上述光电材料中K2NiCu3Se4的水热合成方法，具体参考实施例2，不同之处在于用硒粉替代升华硫。
实施例7
制备上述光电材料中Na2MnCu3S4的水热合成方法，具体参考实施例3，不同之处在于用NaOH替代KOH。
实施例8
制备上述光电材料中Cs2MnCu3S4的水热合成方法，具体参考实施例3，不同之处在于用CsOH替代KOH。
实施例9
制备上述光电材料中Rb2FeCu3S4的水热合成方法，具体参考实施例4，不同之处在于用RbOH替代KOH。
实施例10
制备上述光电材料中K2FeCu3Se4的水热合成方法，具体参考实施例4，不同之处在于用硒粉替代升华硫。
实施例11
制备上述光电材料中K2CoCu3S4的高温固相合成方法，具体为：
1)将K2S、Co2S3、Cu粉和升华硫在真空条件下热处理后，按照物质的量比2：1：6：3混合并研磨均匀；
2)将混合物压制成薄片状；
3)将压片在500℃、真空条件下煅烧20h；
4)将上述混合物淬火至室温；
5)将上述混合物用乙醇清洗，并在超声波振荡器中进行超声处理，得到样品，最后将样品在60℃烘箱中烘干。
实施例12
制备上述光电材料中K2NiCu3S4的高温固相合成方法，具体为：
1)将K2S、NiS、Cu粉和升华硫在真空条件下热处理后，按照物质的量比1：1：3：2混合并研磨均匀；
2)将混合物压制成薄片状；
3)将压片在700℃、真空条件下煅烧16h；
4)将上述混合物淬火至室温；
5)将上述混合物用乙醇清洗，并在超声波振荡器中进行超声处理，得到样品,最后将样品在60℃烘箱中烘干。
实施例13
制备上述光电材料中Na2MnCu3S4的高温固相合成方法，具体为：
1)将Na2S、MnS、Cu粉和升华硫在真空条件下热处理后，按照物质的量比1：1：3：2混合并研磨均匀；
2)将混合物压制成薄片状；
3)将压片在800℃、真空条件下煅烧6h；
4)将上述混合物淬火至室温；
5)将上述混合物用乙醇清洗，并在超声波振荡器中进行超声处理，得到样品，最后将样品在60℃烘箱中烘干。
实施例14
制备上述光电材料中K2FeCu3Se4的高温固相合成方法，具体为：
1)将K2S、Fe粉、Cu粉和升华硫在真空条件下热处理后，按照物质的量比1：1：3：3混合并研磨均匀；
2)将混合物压制成薄片状；
3)将压片在600℃、真空条件下煅烧12h；
4)将上述混合物淬火至室温；
5)将上述混合物用乙醇清洗，并在超声波振荡器中进行超声处理，得到样品,最后将样品在60℃烘箱中烘干。
实施例15
制备上述光电材料中Cs2CoCu3S4的高温固相合成方法，具体参考实施例12，不同之处在于用Cs2S替代K2S。
实施例16
制备上述光电材料中Rb2NiCu3S4的高温固相合成方法，具体参考实施例12，不同之处在于用Rb2S替代K2S。
实施例17
制备上述光电材料中Cs2MnCu3S4的高温固相合成方法，具体参考实施例13，不同之处在于用Cs2S替代K2S。
实施例18
制备上述光电材料中K2MnCu3Se4的高温固相合成方法，具体参考实施例13，不同之处在于用K2Se、MnSe和硒粉替代K2S、MnS和升华硫。
实施例19
制备上述光电材料中Cs2FeCu3S4的高温固相合成方法，具体参考实施例14，不同之处在于用Cs2S替代K2S。
实施例20
制备上述光电材料中K2FeCu3Se4的高温固相合成方法，具体参考实施例14，不同之处在于用K2Se和硒粉替代K2S和升华硫。
实施例2-实施例20所得样品在太阳光照下表现出明显的光生电流和快速的光电响应，只是光电响应时间和光生电流密度与实施例1有所差别。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.A2MCu3Q4型层状硫族光电材料，其特征在于，A为Na、K、Rb或Cs中的一种或多种；M为Mn、Fe、Co或Ni中的一种或多种；Q为S、Se或S与Se的混合。
2.根据权利要求1所述A2MCu3Q4型层状硫族光电材料，其特征在于，该材料具有ThCr2Si2型层状结构，原子A穿插在相邻的MCuQ2层之间的空隙中，MCuQ2层由四配位的M、Cu离子之间通过共边连接方式构成，且Cu和M原子随机分布在四面体的中心。
3.如权利要求1或2所述A2MCu3Q4型层状硫族光电材料的水热制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将含M与Cu的反应原料按照物质的量比1：3加入水中混合并搅拌均匀，得到混合溶液，M为Mn、Fe、Co或Ni中的一种或多种；
2)向步骤1)所得混合溶液中加入Q，Q为S单质、Se单质或S单质与Se单质的混物；
3)向步骤2)所得混合溶液中加入AOH，其中A为Na、K、Rb或Cs中的一种或多种，搅拌使混合物均匀混合；
4)待步骤3)所得混合物冷却至室温后，转移至反应釜中，填充度为低于80％，在160～260℃下反应1～7天后将反应釜冷却至室温，并卸压；
5)将合成样品用去离子水清洗，并在超声波振荡器中进行超声处理，得到A2MCu3Q4型层状硫族光电材料。
4.根据权利要求3所述A2MCu3Q4型层状硫族光电材料的水热制备方法，其特征在于，含M的反应原料是指含M的可溶性盐，含Cu的反应原料是指含Cu的可溶性盐。
5.根据权利要求3所述A2MCu3Q4型层状硫族光电材料的水热制备方法，其特征在于，步骤3)中，加入AOH后使所述溶液碱度达到2mol/L以上。
步骤5)超声处理之后，把所得样品放到烘箱中烘干。
6.如权利要求1或2所述A2MCu3Q4型层状硫族光电材料的高温固相制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a)将含A、M、Cu和Q的反应原料真空条件下热处理后，按照物质的量比2：1：3：4混合并研磨均匀，A为Na、K、Rb或Cs中的一种或多种；M为Mn、Fe、Co或Ni中的一种或多种；Q为S、Se或S与Se的混合；
b)将步骤a)所得混合物压制成薄片状；
c)将步骤b)所得压片进行真空煅烧；
d)将步骤c)所得混合物淬火至室温；
e)将步骤d)所得混合物用乙醇清洗，并在超声波振荡器中进行超声处理，得到A2MCu3Q4型层状硫族光电材料。
7.根据权利要求6所述A2MCu3Q4型层状硫族光电材料的高温固相制备方法，其特征在于，A源为A金属单质和/或其硫化物或硒化物，M源为M金属单质和/或其硫化物或硒化物，Q源是S、Se单质。
8.根据权利要求6所述A2MCu3Q4型层状硫族光电材料的高温固相制备方法，其特征在于，步骤a)中，将含A、M、Cu和Q的反应原料在500～800℃、真空条件下热处理4～8h后，在氩气保护下称取和混合所述原料。
9.根据权利要求6所述A2MCu3Q4型层状硫族光电材料的高温固相制备方法，其特征在于，步骤b)中，将步骤a)所得混合物经研磨混合均匀后压制成薄片状，压片优选条件是在5～15MPa下将混合均匀的原料压制成直径为5～10mm的薄片。
10.根据权利要求6所述A2MCu3Q4型层状硫族光电材料的高温固相制备方法，其特征在于，步骤c)中，真空煅烧的条件是：500～800℃、真空条件下煅烧6～20h。
CN201711192895.3A 2017-11-24 2017-11-24 层状硫族光电材料及其制备方法 Active CN107935060B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711192895.3A CN107935060B (zh) 2017-11-24 2017-11-24 层状硫族光电材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711192895.3A CN107935060B (zh) 2017-11-24 2017-11-24 层状硫族光电材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107935060A true CN107935060A (zh) 2018-04-20
CN107935060B CN107935060B (zh) 2019-11-05

Family

ID=61948724

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711192895.3A Active CN107935060B (zh) 2017-11-24 2017-11-24 层状硫族光电材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107935060B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109368708A (zh) * 2018-12-29 2019-02-22 台州学院 一种制备纯相Sr10Mn19Co1As20化合物的方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101695997A (zh) * 2009-11-12 2010-04-21 上海交通大学 铜锌锡硒光电材料的制备方法
CN102254985A (zh) * 2011-04-14 2011-11-23 山东大学 一种铜锌锡硫光电材料的水热合成方法
CN103534199B (zh) * 2011-05-13 2016-05-04 Lg化学株式会社 新的化合物半导体及其用途
EP2708499B1 (en) * 2011-05-13 2017-08-09 LG Chem, Ltd. New compound semiconductors and their application
CN107364891A (zh) * 2017-06-28 2017-11-21 常州市尚泽纺织品有限公司 一种铜锌镉钼硫光电材料的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101695997A (zh) * 2009-11-12 2010-04-21 上海交通大学 铜锌锡硒光电材料的制备方法
CN102254985A (zh) * 2011-04-14 2011-11-23 山东大学 一种铜锌锡硫光电材料的水热合成方法
CN103534199B (zh) * 2011-05-13 2016-05-04 Lg化学株式会社 新的化合物半导体及其用途
EP2708499B1 (en) * 2011-05-13 2017-08-09 LG Chem, Ltd. New compound semiconductors and their application
CN107364891A (zh) * 2017-06-28 2017-11-21 常州市尚泽纺织品有限公司 一种铜锌镉钼硫光电材料的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
冯秀玲: "多元金属硫族化合物的固体合成和表征", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库 (硕士) 工程科技Ⅰ辑》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109368708A (zh) * 2018-12-29 2019-02-22 台州学院 一种制备纯相Sr10Mn19Co1As20化合物的方法
CN109368708B (zh) * 2018-12-29 2020-07-31 台州学院 一种制备纯相Sr10Mn19Co1As20化合物的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107935060B (zh) 2019-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101885071B (zh) 一种铜锌锡硒纳米粉末材料的制备方法
CN101333645B (zh) 一种制备铜铟硒溅射靶材的工艺
CN102107905B (zh) 一种Cu2ZnSnS4太阳能电池材料的制备方法
CN103213956A (zh) 一种具有黄铜矿结构的CuInSe2以及CuIn1-xGaxSe2纳米颗粒的制备方法
CN101804971A (zh) 一种铜铟硒纳米晶材料的制备方法
CN103534818A (zh) 具有高密度的cis系列薄膜的制造方法
CN107935060B (zh) 层状硫族光电材料及其制备方法
CN102249199A (zh) 微波-辅助溶剂热合成ⅰ-ⅲ-ⅵ族半导体材料纳米粉的方法
CN106277050A (zh) 一种新型吸光材料及其制备方法
CN102897722B (zh) 一种α-In2Se3纳米花球溶剂热合成方法
CN108417649B (zh) 一种氧化锡基太阳能电池纳米材料的制备方法及应用
CN103896326A (zh) 一种铜锌锡硫半导体材料的制备方法
CN102887538B (zh) 一种表面活性剂改性的CuInS2纳米晶体的制备方法
CN101327915A (zh) Sb2Te3热电化合物的制备方法
CN102205950B (zh) 黄铜矿结构cis粉末材料及其液相制备方法
CN105600814B (zh) 一种制备花状结构Cu2O光电材料的方法
CN113772740A (zh) 一种层状氧硫族光电材料FeOCuQ及其制备方法和应用
CN102139862B (zh) 铜铟硒纳米片的制备方法
CN103351022A (zh) 一种母液套用溶剂热法制备CuInS2纳米晶体的方法
CN110422882A (zh) 一种新型铁电材料及其制备方法
CN103601157B (zh) 一种乙二胺辅助多元醇基溶液合成铜铟铝硒纳米晶的方法
CN103408065A (zh) 一种超细纳米晶Cu2ZnSnS4的制备方法
CN102923763B (zh) 离子交换法合成铜铟硒纳米片的方法
CN107381623B (zh) 一种中间带半导体材料及其制备方法和应用
CN101468398A (zh) 纳米级黄铜矿结构粉体及高分子薄膜太阳能电池的制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: 200437 No. 99, Handan Road, Shanghai, Hongkou District

Patentee after: Shanghai Material Research Institute Co.,Ltd.

Address before: 200437 No. 99, Handan Road, Shanghai, Hongkou District

Patentee before: SHANGHAI Research Institute OF MATERIALS