專利名稱：非注射法高溫液相合成太陽能電池材料SnS納米晶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽能光伏電池材料的制備領(lǐng)域，特別涉及一種非注射法高溫液相合成太陽能電池材料SnS納米晶的方法。
背景技術(shù)：
全球性的能源短缺、環(huán)境污染、氣候變暖正日益嚴(yán)重地困擾著人類社會(huì)，尋求綠色替代能源、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，已成為世界各國共同面臨的課題。從中國乃至世界這個(gè)大角度來看，常規(guī)能源都是有限的，而中國的一次能源儲(chǔ)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界的平均水平，大約只有世界總儲(chǔ)量的10%。因此，發(fā)展綠色替代能源，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)能源之間、傳統(tǒng)能源和新能源之間的替代是解決我國能源供需瓶頸、減輕環(huán)境壓力的有效途徑。太陽能作為一種可永續(xù)利用的清潔能源，有著巨大的開發(fā)應(yīng)用潛力。太陽能電池發(fā)電技術(shù)同以往其他電源發(fā)電原理完全不同，具有以下特點(diǎn)(1)無枯竭危險(xiǎn)；( 絕對(duì)干凈；C3)不受資源分布地域的限制；(4)可在用電處就近發(fā)電；( 能源質(zhì)量高；(6)使用者從感情上容易接受；(7)獲取能源花費(fèi)的時(shí)間短。因此，太陽能光伏電池有著廣闊的應(yīng)用前
旦
ο目前市場上應(yīng)用的太陽能電池仍以單晶硅/多晶硅電池為主，占有全球市場的 85%。成本價(jià)最低可以降到是6美元每瓦特(最大輸出功率)，雖然隨著科技和組裝條件的優(yōu)化，其成本價(jià)還有降低的空間，但降價(jià)空間將會(huì)越來越小。相比之下，多元化合物薄膜太陽能電池成本較低，降價(jià)空間較大，并且其具有能量回收期短、生產(chǎn)制造成本低、可被制成柔性可卷曲形狀、便于大面積連續(xù)生產(chǎn)等突出優(yōu)勢，被公認(rèn)為未來太陽電池發(fā)展的主要方向，并已成為國際上研究最多的太陽電池技術(shù)之一。多元化合物薄膜太陽能電池材料一般為無機(jī)鹽，主要包括砷化鎵、碲化鎘及銅銦硫(或銅銦鎵硫)薄膜電池等幾種。但鎵、鎘等元素有毒，且銅銦硫(或銅銦鎵硫)薄膜材料屬三元化合物，制備繁瑣，這一系列因素限制了此種電池的發(fā)展。相比于銅銦硫(或銅銦鎵硫)薄膜電池材料，SnS元素構(gòu)成簡單，并且作為一種 P型半導(dǎo)體，其光學(xué)帶隙為l.;3ev，與太陽輻射中的可見光有很好的光譜匹配；同時(shí)，Sn、S 兩種元素地球含量豐富、安全無毒、價(jià)格便宜，是一種高效、廉價(jià)、環(huán)保的薄膜太陽能電池材料。目前，SnS薄膜的制法主要有真空蒸發(fā)法、化學(xué)浴沉積法、電化學(xué)沉積法和噴霧熱解法等。但總體上，SnS薄膜的制法研究仍需優(yōu)化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種非注射法高溫液相合成太陽能電池材料 SnS納米晶的方法，該方法設(shè)備要求低、操作簡單、容易規(guī)模化且環(huán)保；所得SnS納米晶可應(yīng)用于太陽能薄膜電池，應(yīng)用前景非常廣闊。本發(fā)明的一種非注射法高溫液相合成太陽能電池材料SnS納米晶的方法，包括攪拌下，將二乙基二硫代氨基甲酸錫(市售)按照濃度為1 150-8 150g/mL
3加入到高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑中，攪拌均勻，然后氮?dú)獗Ｗo(hù)下緩慢升溫至300-360°C，保持溫度穩(wěn)定下反應(yīng)10-60min，再自然冷卻至室溫，得SnS沉淀，最后將所得SnS沉淀洗滌分離，即得。所述的高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑為油胺、油酸、十八烯中的一種或幾種。所述的洗滌為用過量的乙醇洗滌。本發(fā)明是將高沸點(diǎn)有機(jī)物與二乙基二硫代氨基甲酸錫的前驅(qū)體混合，高溫液相合成SnS納米晶；產(chǎn)物可制成“納米晶墨水”，用于組裝太陽能電池，容易規(guī)?；凰褂玫母鞣N溶劑均對(duì)環(huán)境友好，無高毒性物質(zhì)產(chǎn)生。有益效果(1)本發(fā)明的合成方法所需原材料易得價(jià)格低廉，操作過程簡便，對(duì)環(huán)境友好。(2)分發(fā)明中簡單的實(shí)驗(yàn)裝置即可制備SnS納米晶，無設(shè)備要求，并且可以較大量制備。(3)本發(fā)明所得的SnS納米晶，可應(yīng)用于太陽能薄膜電池，應(yīng)用前景非常廣闊。


圖1.是本發(fā)明中制備的SnS納米晶的SEM圖片。圖2.是本發(fā)明中制備的SnS納米晶的XRD圖譜。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。實(shí)施例1納米晶的合成量取15mL油胺放入圓底燒瓶中，磁力攪拌下加入0. 2g 二乙基二硫代氨基甲酸錫，并攪拌均勻，之后氮?dú)獗Ｗo(hù)下緩慢升溫至300°C，保持溫度穩(wěn)定下反應(yīng) 20min，然后自然冷卻至室溫。將所得SnS沉淀用過量的乙醇洗滌分離，即得到SnS納米晶。實(shí)施例2納米晶的合成量取15mL油酸放入圓底燒瓶中，磁力攪拌下加入0. 4g 二乙基二硫代氨基甲酸錫，并攪拌均勻，之后氮?dú)獗Ｗo(hù)下緩慢升溫至320°C，保持溫度穩(wěn)定下反應(yīng) 30min，然后自然冷卻至室溫。將所得SnS沉淀用過量的乙醇洗滌分離，即得到SnS納米晶。實(shí)施例3納米晶的合成量取15mL十八烯放入圓底燒瓶中，磁力攪拌下加入0.6g 二乙基二硫代氨基甲酸錫，并攪拌均勻，之后氮?dú)獗Ｗo(hù)下緩慢升溫至340°C，保持溫度穩(wěn)定下反應(yīng) 50min，然后自然冷卻至室溫。將所得SnS沉淀用過量的乙醇洗滌分離，即得到SnS納米晶。實(shí)施例4納米晶的合成量取IOmL油胺、5mL十八烯放入圓底燒瓶中，磁力攪拌下加入0. Sg 二乙基二硫代氨基甲酸錫，并攪拌均勻，之后氮?dú)獗Ｗo(hù)下緩慢升溫至360°C，保持溫度穩(wěn)定下反應(yīng)50min，然后自然冷卻至室溫。將所得SnS沉淀用過量的乙醇洗滌分離，即得到SnS 納米晶。
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實(shí)施例5納米晶的合成量取5mL油胺、5mL油酸、5mL十八烯放入圓底燒瓶中，磁力攪拌下加入0. 5g 二乙基二硫代氨基甲酸錫，并攪拌均勻，之后氮?dú)獗Ｗo(hù)下緩慢升溫至340°C，保持溫度穩(wěn)定下反應(yīng)60min，然后自然冷卻至室溫。將所得SnS沉淀用過量的乙醇洗滌分離，即得到SnS納米晶。
權(quán)利要求
1.一種非注射法高溫液相合成太陽能電池材料SnS納米晶的方法，包括攪拌下，將二乙基二硫代氨基甲酸錫按照濃度為1 150-8 150g/mL加入到有機(jī)溶劑中，攪拌均勻，然后氮?dú)獗Ｗo(hù)下緩慢升溫至300-360°C，保持溫度穩(wěn)定下反應(yīng)10-60min， 再冷卻至室溫，得SnS沉淀，最后將所得SnS沉淀洗滌分離，即得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非注射法高溫液相合成太陽能電池材料SnS納米晶的方法，其特征在于所述的有機(jī)溶劑為油胺、油酸、十八烯中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非注射法高溫液相合成太陽能電池材料SnS納米晶的方法，其特征在于所述的洗滌為用過量的乙醇洗滌。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種非注射法高溫液相合成太陽能電池材料SnS納米晶的方法，包括攪拌下，將二乙基二硫代氨基甲酸錫加入到有機(jī)溶劑中，攪拌均勻，然后氮?dú)獗Ｗo(hù)下緩慢升溫至300-360℃，保持溫度穩(wěn)定下反應(yīng)10-60min，再自然冷卻至室溫，得SnS沉淀，最后將所得SnS沉淀洗滌分離，即得。本發(fā)明的合成方法操作簡單，無設(shè)備要求，所使用的各種溶劑均對(duì)環(huán)境友好，無高毒性物質(zhì)產(chǎn)生，為制備高效廉價(jià)的薄膜太陽能電池提供一種新方法；所得產(chǎn)物SnS納米晶可制成“納米晶墨水”，用于組裝太陽能電池，容易規(guī)模化。
文檔編號(hào)C01B19/00GK102219192SQ20111012686
公開日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月17日
發(fā)明者唐明華, 李文堯, 田啟威, 胡俊青, 胡向華, 蔣扉然, 陳志鋼 申請(qǐng)人:東華大學(xué)