超声波微波协同作用下溶剂热合成闪锌矿结构CZTSSe半导体材料的方法技术

本发明专利技术公开了一种超声波/微波协同作用下溶剂热合成立方闪锌矿结构Cu2ZnSn(S,Se)4半导体材料的方法。将反应原料溶于溶剂后置于超声波微波组合反应系统内，在超声场中通过微波加热完成溶剂热反应合成，反应过程中控制反应体系的反应温度，反应时间，超声功率以及超声时间进而达到合成目标产物—立方闪锌矿结构Cu2ZnSn(S,Se)4半导体材料之目的。产物的化学元素组成可以通过反应原料的摩尔配比进行精确控制，产物的形貌和结晶形态可通过反应过程各参数进行调控。本发明专利技术降低了对合成条件的要求，并且可以更灵活控制整个合成过程从而形成特定的结构，且本发明专利技术还具有反应装置简单、反应速度快速、反应过程可控性和可干预性强等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种超声波/微波协同作用下溶剂热合成立方闪锌矿结构Cu2ZnSn (S，Se)4 (包括Cu2ZnSnS4和Cu2ZnSnSe4两个端元)半导体材料的方法，所合成的半导体材料应用于太阳电池吸收层制备，光电传感器等

技术介绍
通常情况下，立方闪锌矿结构Cu2ZnSn(S，Se)4溶剂热合成需要高温高压密闭环境下长时间保温才能进行，这些传统合成方法灵活性差，反应的时间较长，不能够对反应中间过程进行干预。本专利技术利用微波辐射加热均匀一致的特点以及超声波在液体中的超声活化效应，降低合成温度，加快反应速度，达到在常压下快速合成目标产物的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的是以水、乙二醇、丙三醇、乙二胺和水合联氨中的一种或多种为溶剂，以铜盐、锌盐、锡盐和硫源(硒源)为原料，在常压下利用超声波和微波协同作用通过溶剂热方法快速合成立方闪锌矿结构Cu2ZnSn (S，Se) 4半导体材料。具体步骤为`(I)按摩尔比 Cu:Zn:Sn:S:Se=2:l:l:(T5:(r5，且 S+Se 的摩尔比=4 5 称取铜盐、锌盐和锡盐溶于溶剂制得溶液A，称取硫源和硒源溶于或分散于溶剂制得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波/微波协同作用下溶剂热合成立方闪锌矿结构Cu2ZnSn(S,Se)4半导体材料的方法，其特征在于具体步骤为：(1)?按摩尔比Cu:Zn:Sn:S:Se=2:1:1:0~5:0~5，且S+Se的摩尔比=4~5称取铜盐、锌盐、锡盐溶于溶剂制得溶液A，称取硫源和硒源溶于或分散于溶剂制得溶液B，上述A、B两溶液混合均匀后加入三口瓶中，所述三口瓶置于超声波/微波组合反应系统中，且三口瓶的两边分别插入冷凝管和温度计、中间插入超声探头；(2)将步骤(1)中所述的超声波/微波组合反应系统设置参数如下：微波加热功率设置为50~1000瓦，超声波功率设置为10~80％，反应温度设置为100~250?℃，...

【技术特征摘要】
1.一种超声波/微波协同作用下溶剂热合成立方闪锌矿结构Cu2ZnSn(S，Se)4半导体材料的方法，其特征在于具体步骤为 (1)按摩尔比Cu:Zn: Sn: S: Se=2:1:1: 0 5: 0 5，且S+Se的摩尔比=4 5称取铜盐、锌盐、锡盐溶于溶剂制得溶液A，称取硫源和硒源溶于或分散于溶剂制得溶液B，上述A、B两溶液混合均匀后加入三口瓶中，所述三口瓶置于超声波/微波组合反应系统中，且三口瓶的两边分别插入冷凝管和温度计、中间插入超声探头； (2)将步骤(I)中所述的超声波/微波组合反应系统设置参数如下微波加热功率设置为5(Tl000瓦，超声波功率设置为10 80%，反应温度设置为10(T250 °C，超声时间设置为广10秒，超声间隙时间设置为f 10秒； (3)开启步骤(2)设置的反应系统开始反应，待温度上升至设置温度后保温反应O.5^3小时，结束反应后待系统自然冷却，所得反应液经去离子水和无水乙醇分别离心洗涤3^4次，所得产物放入真空干燥箱内7(T9(TC下真空干燥7、小时即...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙飞，池上森，莫淑一，郑国源，邹正光，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：