(CuInSe2)x（ZnSe）1-x和（Cu2SnSe3）x（ZnSe）1-x多组分半导体纳米晶的制备与表征

论文摘要

半导体纳米晶在不断发展和完善的功能化纳米材料与器件中扮演着极为重要的角色,而纳米材料的合成更是纳米材料领域的重要课题之一。半导体纳米晶显示出了不同于本体材料的量子尺寸效应,已经被广泛地应用于太阳能电池、场效应晶体管、发光二极管、生物标记等领域。在这些半导体材料中,CuInSe2、CuInSe3等Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ、Ⅰ-Ⅳ-Ⅵ族半导体材料,具有禁带宽度与太阳光谱相匹配,高理论转换效率、高光吸收系数、直接禁带、稳定性好等优点,因此成为了很有发展前景的下一代太阳电池；ZnSe是一种Ⅱ-Ⅵ族化合物直接带隙半导体材料,禁带宽度为2.7 ev,对于可见光波段的吸收较小生长过程中需要的温度比较低,是一种很好的替代毒性CdS作为太阳能电池缓冲层的材料。本论文采用了热注射法制备了（CuInSe2）x（ZnSe）1-x、（Cu2SnSe3）x（ZnSe）1-x多组分半导体合金纳米晶,通过XRD、EDS、UV-via、XPS、TEM等表征手段对样品的结构,元素组成,微观结构以及光学性能等进行了表征,并考察了不同反应条件对样品性能的影响。结果表明通过热注射法制备的半导体合金,其大小可控,带隙可调,合金比例可任意调节。所得产物的吸收边可覆盖至紫外-可见光-近红外范围,这使其在太阳能电池、光催化,生物荧光探针等多种领域有了更广阔的应用前景,可以按照不同的使用目的对太阳能进行合理而且更有效率的利用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 太阳能电池的发展状况及发展趋势
• 1.3 纳米材料在太阳能电池中的应用
• 1.4 半导体纳米晶太阳能材料的研究进展
• 1.4.1 半导体纳米晶的概念及特殊性能
• 1.4.2 半导体纳米晶合成工作回顾
• 2、Cu₂SnSe₃纳米晶的性质'>1.5 CuInSe₂、Cu₂SnSe₃纳米晶的性质
• 2纳米晶的结构特性'>1.5.1 CuInSe₂纳米晶的结构特性
• 2材料的光学性质'>1.5.2 CuInSe₂材料的光学性质
• 2SnSe₃纳米晶的结构特性'>1.5.3 Cu₂SnSe₃纳米晶的结构特性
• 1.5.4 ZnSe纳米晶的概述
• 1.6 目前存在的问题及发展趋势
• 1.7 研究目的与研究意义
• 第二章 实验的试剂、仪器及表征方法
• 2.1 实验方案
• 2.2 主要的实验试剂
• 2.3 实验仪器
• 2.4 反应装置
• 2.5 表征方法
• 2.5.1 X射线粉末衍射分析
• 2.5.2 EDS能谱元素分析
• 2.5.3 紫外-可见-近红外吸收光谱
• 2.5.4 X射线光电子能谱（XPS）
• 2.5.5 TEM透射电子显微镜分析
• 2、Cu₂SnSe₃及ZnSe纳米晶的制备'>第三章 纯相CuInSe₂、Cu₂SnSe₃及ZnSe纳米晶的制备
• 3.1 实验目的
• 3.2 实验过程
• 3.2.1 原料及前体的合成
• 2纳米晶的合成'>3.2.2 CuInSe₂纳米晶的合成
• 2SnSe₃纳米晶的合成'>3.2.3 Cu₂SnSe₃纳米晶的合成
• 3.2.4 ZnSe纳米晶的合成
• 2、Cu₂SnSe₃及ZnSe纳米晶的表征'>3.3 CuInSe₂、Cu₂SnSe₃及ZnSe纳米晶的表征
• 3.3.1 X-射线衍射分析（XRD）
• 3.3.2 EDS能谱分析
• 3.3.3 UV-Vis-NIR吸收光谱分析
• 3.3.4 透射电子显微镜（TEM）分析
• 2）_x（ZnSe）_1-x合金纳米晶'>第四章 热注射法合成（CuInSe₂）_x（ZnSe）_1-x合金纳米晶
• 4.1 引言
• 4.2 实验过程
• 2）_x（ZnSe）_1-x合金纳米晶的表征'>4.3 （CuInSe₂）_x（ZnSe）_1-x合金纳米晶的表征
• 2）_x（ZnSe）_1-x合金纳米晶EDS能谱分析'>4.3.1 X-射线衍射分析及对应比例的（CuInSe₂）_x（ZnSe）_1-x合金纳米晶EDS能谱分析
• 2）_x（ZnSe）_1-x合金纳米晶EDS能谱分析'>4.3.2 UV-Vis-NIR吸收光谱分析以及对应比例的（CuInSe₂）_x（ZnSe）_1-x合金纳米晶EDS能谱分析
• 4.3.3 X射线光电子能谱分析
• 4.3.4 透射电子显微镜（TEM）分析
• 2SnSe₃）_x（ZnSe）_1-x合金纳米晶'>第五章 热注射法合成（Cu₂SnSe₃）_x（ZnSe）_1-x合金纳米晶
• 5.1 引言
• 5.2 实验过程
• 2SnSe₃）_x（ZnSe）_1-x合金纳米晶的表征'>5.3 （Cu₂SnSe₃）_x（ZnSe）_1-x合金纳米晶的表征
• 2SnSe₃）_x（ZnSe）_1-x合金纳米晶EDS能谱分析'>5.3.1 X-射线衍射分析及对应比例的（Cu₂SnSe₃）_x（ZnSe）_1-x合金纳米晶EDS能谱分析
• 2SnSe₃）_x（ZnSe）_1-x合金纳米晶EDS能谱分析'>5.3.2 UV-Vis-NIR吸收光谱分析以及对应比例的（Cu₂SnSe₃）_x（ZnSe）_1-x合金纳米晶EDS能谱分析
• 5.3.3 X射线光电子能谱分析
• 5.3.4 透射电子显微镜（TEM）分析
• 总结
• 致谢
• 参考文献