濁液，滴加在FTO玻璃導(dǎo)電面，置于鼓風(fēng)干燥機，200 V恒溫干燥，得到石墨烯薄膜；
(3)配制化學(xué)反應(yīng)前驅(qū)體溶液:在50ml的乙二醇中依次加入4 mmol氯化銅、2 mmol氯化鋅、2 mmol氯化亞錫，磁力攪拌至充分溶解;然后加入Ilmmol硫脲，1.28g PVP磁力攪拌至充分溶解，得到反應(yīng)前驅(qū)體溶液；
(4)以石墨烯薄膜骨架制備Cu2ZnSnS4/石墨烯復(fù)合半導(dǎo)體薄膜:將附有石墨烯的FTO導(dǎo)電玻璃放入高壓反應(yīng)釜的聚四氟乙烯內(nèi)襯中，且含有石墨烯面朝上放置;將步驟(3)配好的溶液倒入聚四氟乙烯內(nèi)襯中，封釜，將高壓釜置于高溫干燥箱中，反應(yīng)溫度為200°C，反應(yīng)時間為8h;反應(yīng)完成后將長有CZTS/石墨烯復(fù)合薄膜的FTO導(dǎo)電玻璃取出，分別用無水乙醇和去離子水清洗三遍，再將其60°C真空干燥4小時得到Cu2ZnSnS4/石墨烯復(fù)合半導(dǎo)體薄膜。
[0018]實施例3
一種CmZnSnSV石墨稀復(fù)合半導(dǎo)體薄膜的制備方法，包括以下步驟:
(1)FTO導(dǎo)電玻璃襯底的清洗:將摻F的SnO2透明導(dǎo)電玻璃FTO依次放入丙酮、無水乙醇和去離子水中各超聲清洗10 min，烘干；
(2)制備石墨烯薄膜骨架:在50ml乙二醇溶液中加入改進hummer法制備的氧化還原石墨烯粉末0.05g，用超聲粉碎儀超聲分散1min，然后使用滴管吸取0.06ml石墨烯懸濁液，滴加在FTO玻璃導(dǎo)電面，置于鼓風(fēng)干燥機，100°C恒溫干燥，得到石墨烯薄膜；
(3)配制化學(xué)反應(yīng)前驅(qū)體溶液:在50ml的乙二醇中依次加入4 mmol氯化銅、2 mmol氯化鋅、2 mmol氯化亞錫，磁力攪拌至充分溶解;然后加入8mmol硫脲，Ig PVP磁力攪拌至充分溶解，得到反應(yīng)前驅(qū)體溶液；
(4)以石墨烯薄膜骨架制備Cu2ZnSnS4/石墨烯復(fù)合半導(dǎo)體薄膜:將附有石墨烯的FTO導(dǎo)電玻璃放入高壓反應(yīng)釜的聚四氟乙烯內(nèi)襯中，且含有石墨烯面朝上放置;將步驟(3)配好的溶液倒入聚四氟乙烯內(nèi)襯中，封釜，將高壓釜置于高溫干燥箱中，反應(yīng)溫度為180°C，反應(yīng)時間為12 h;反應(yīng)完成后將長有CZTS/石墨烯復(fù)合薄膜的FTO導(dǎo)電玻璃取出，分別用無水乙醇和去離子水清洗三遍，再將其60°C真空干燥4小時得到Cu2ZnSnS4/石墨烯復(fù)合半導(dǎo)體薄膜。
[0019]實施例4
一種CmZnSnSV石墨稀復(fù)合半導(dǎo)體薄膜的制備方法，包括以下步驟:
(1)FTO導(dǎo)電玻璃襯底的清洗:將摻F的SnO2透明導(dǎo)電玻璃FTO依次放入丙酮、無水乙醇和去離子水中各超聲清洗10 min，烘干；
(2)制備石墨烯薄膜骨架:在50ml乙二醇溶液中加入改進hummer法制備的氧化還原石墨烯粉末0.08g，用超聲粉碎儀超聲分散1min，然后使用滴管吸取0.07ml石墨烯懸濁液，滴加在FTO玻璃導(dǎo)電面，置于鼓風(fēng)干燥機，100°C恒溫干燥，得到石墨烯薄膜；
(3)配制化學(xué)反應(yīng)前驅(qū)體溶液:在50ml的乙二醇中依次加入4 mmol氯化銅、2 mmol氯化鋅、2 mmol氯化亞錫，磁力攪拌至充分溶解;然后加入7mmol硫脲，0.28g PVP磁力攪拌至充分溶解，得到反應(yīng)前驅(qū)體溶液；
(4)以石墨烯薄膜骨架制備Cu2ZnSnS4/石墨烯復(fù)合半導(dǎo)體薄膜:將附有石墨烯的FTO導(dǎo)電玻璃放入高壓反應(yīng)釜的聚四氟乙烯內(nèi)襯中，且含有石墨烯面朝上放置;將步驟(3)配好的溶液倒入聚四氟乙烯內(nèi)襯中，封釜，將高壓釜置于高溫干燥箱中，反應(yīng)溫度為190°C，反應(yīng)時間為20 h;反應(yīng)完成后將長有CZTS/石墨烯復(fù)合薄膜的FTO導(dǎo)電玻璃取出，分別用無水乙醇和去離子水清洗三遍，再將其60°C真空干燥4小時得到Cu2ZnSnS4/石墨烯復(fù)合半導(dǎo)體薄膜。
[0020]實施例5
一種CmZnSnSV石墨稀復(fù)合半導(dǎo)體薄膜的制備方法，包括以下步驟:
(1)FTO導(dǎo)電玻璃襯底的清洗:將摻F的SnO2透明導(dǎo)電玻璃FTO依次放入丙酮、無水乙醇和去離子水中各超聲清洗10 min，烘干；
(2)制備石墨烯薄膜骨架:在50ml乙二醇溶液中加入改進hummer法制備的氧化還原石墨烯粉末0.03g，用超聲粉碎儀超聲分散1min，然后使用滴管吸取0.09ml石墨烯懸濁液，滴加在FTO玻璃導(dǎo)電面，置于鼓風(fēng)干燥機，80 V恒溫干燥，得到石墨烯薄膜；
(3)配制化學(xué)反應(yīng)前驅(qū)體溶液:在50ml的乙二醇中依次加入4 mmol氯化銅、2 mmol氯化鋅、2 mmol氯化亞錫，磁力攪拌至充分溶解;然后加入5mmol硫脲，0.8g PVP磁力攪拌至充分溶解，得到反應(yīng)前驅(qū)體溶液；
(4)以石墨烯薄膜骨架制備Cu2ZnSnS4/石墨烯復(fù)合半導(dǎo)體薄膜:將附有石墨烯的FTO導(dǎo)電玻璃放入高壓反應(yīng)釜的聚四氟乙烯內(nèi)襯中，且含有石墨烯面朝上放置;將步驟(3)配好的溶液倒入聚四氟乙烯內(nèi)襯中，封釜，將高壓釜置于高溫干燥箱中，反應(yīng)溫度為190°C，反應(yīng)時間為22 h;反應(yīng)完成后將長有CZTS/石墨烯復(fù)合薄膜的FTO導(dǎo)電玻璃取出，分別用無水乙醇和去離子水清洗三遍，再將其60°C真空干燥4小時得到Cu2ZnSnS4/石墨烯復(fù)合半導(dǎo)體薄膜。
【主權(quán)項】
1.一種Cu2ZnSnS4/石墨稀復(fù)合半導(dǎo)體薄膜的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: (I)FTO導(dǎo)電玻璃襯底的清洗:將摻F的SnO2透明導(dǎo)電玻璃FTO依次放入丙酮、無水乙醇和去離子水中各超聲清洗10 min，烘干； (2 )制備石墨烯薄膜骨架:在50ml乙二醇溶液中加入改進hummer法制備的氧化還原石墨烯粉末0.01-0.1g,用超聲粉碎儀超聲分散1min，然后使用滴管吸取0.02-0.1ml石墨烯懸濁液，滴加在FTO玻璃導(dǎo)電面，置于鼓風(fēng)干燥機，60-200 V恒溫干燥，得到石墨烯薄膜； (3)配制化學(xué)反應(yīng)前驅(qū)體溶液:在50ml的乙二醇中依次加入4 mmol氯化銅、2 mmol氯化鋅、2 mmol氯化亞錫，磁力攪拌至充分溶解;然后加入5?Ilmmol硫脲，O?1.28g PVP磁力攪拌至充分溶解，得到反應(yīng)前驅(qū)體溶液； (4)以石墨烯薄膜骨架制備Cu2ZnSnS4/石墨烯復(fù)合半導(dǎo)體薄膜:將附有石墨烯的FTO導(dǎo)電玻璃放入高壓反應(yīng)釜的聚四氟乙烯內(nèi)襯中，且含有石墨烯面朝上放置;將步驟(3)配好的溶液倒入聚四氟乙烯內(nèi)襯中，封釜，將高壓釜置于高溫干燥箱中，反應(yīng)溫度為180°C?200°C，反應(yīng)時間為8?24 h;反應(yīng)完成后將長有CZTS/石墨烯復(fù)合薄膜的FTO導(dǎo)電玻璃取出，分別用無水乙醇和去離子水清洗三遍，再將其60°C真空干燥4小時得到Cu2ZnSnS4/石墨烯復(fù)合半導(dǎo)體薄膜； (5)Cu2ZnSnS4/石墨稀復(fù)合半導(dǎo)體薄膜的表征:米用掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)、激光拉曼光譜等分析方法，對所制備的CZTS半導(dǎo)體薄膜的形貌、結(jié)構(gòu)、成分和光學(xué)性能進行分析。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Cu2ZnSnS4/石墨稀復(fù)合半導(dǎo)體薄膜的制備方法，其特征在于:步驟(I)中所述的FT0，其方塊電阻為14 Ω/cm2，透射率大于90%。3.—種由權(quán)利要求1制備的Cu2ZnSnS4/石墨稀復(fù)合半導(dǎo)體薄膜的應(yīng)用，其特征在于:制備的Cu2ZnSnS4/石墨稀復(fù)合半導(dǎo)體薄膜可直接用作染料敏化太陽能電池的對電極。4.一種由權(quán)利要求1制備的Cu2ZnSnS4/石墨稀復(fù)合半導(dǎo)體薄膜的應(yīng)用，其特征在于:制備的Cu2ZnSnS4/石墨稀復(fù)合半導(dǎo)體薄膜可用于太陽能電池，即FTO直接作為電池的背電極，Cu2ZnSnS4/石墨烯復(fù)合薄膜作為薄膜電池的吸收層，在吸收層上面直接制備緩沖層、窗口層和上電極，制備成Cu2ZnSnS4半導(dǎo)體薄膜太陽能電池。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種Cu2ZnSnS4/石墨烯復(fù)合半導(dǎo)體薄膜的制備方法及其應(yīng)用，屬于半導(dǎo)體薄膜制備技術(shù)領(lǐng)域；制備方法為以乙醇為溶劑，氯化銅水合物為銅源，氯化鋅為鋅源，氯化亞錫水合物為錫源，硫脲為硫源，十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）作為表面活性劑，配置反應(yīng)前驅(qū)液；將清洗干凈的FTO玻璃導(dǎo)電面朝上滴加石墨烯的乙二醇溶液，放入干燥箱烘干，然后導(dǎo)電面朝上放入高壓反應(yīng)釜內(nèi)襯中，將所配置的反應(yīng)前驅(qū)液倒入高壓反應(yīng)釜內(nèi)襯中，密封后將高壓反應(yīng)釜放入鼓風(fēng)干燥箱中，恒溫反應(yīng)，在FTO導(dǎo)電玻璃襯底上制備得到Cu2ZnSnS4/石墨烯復(fù)合半導(dǎo)體薄膜；該發(fā)明方法工藝簡單，成本低廉，應(yīng)用效果好，可以直接用作染料敏化太陽能電池的對電極，也可以用作銅基薄膜太陽能電池的吸收層。
【IPC分類】H01G9/042, H01L31/04, H01L31/0224, C03C17/34
【公開號】CN105669045
【申請?zhí)枴緾N201610014225
【發(fā)明人】龐洲駿, 招瑜, 魏愛香, 劉俊, 肖志明, 陳鎮(zhèn)海
【申請人】廣東工業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年1月11日