一种铜锌锡基粉体的制备方法
本发明提供了一种铜锌锡基粉体的制备方法,属于光伏材料制备技术领域。本发明以单质为原料制备铜锌锡基粉体,而且采用反应原料一步法室温固相球磨反应制备铜锌锡基粉体,制备的粉体成分均一,无杂相;而且制备过程简单易行、易于控制、节约成本、节能环保;同时避免使用表面活性剂、模板剂和溶剂,提高了产物纯度,也符合材料合成绿色化的要求,适合大规模生产。
光吸收层的吸光效率和光电转换效率是光伏材料进行能量转换的重要影响因素。四元化合物铜锌锡硫Cu2ZnSnS4(CZTS)近年来逐渐成为研究热点,其禁带宽度约1.5eV,十分接近于半导体太阳能电池的最佳禁带宽度(1.45 eV);是一种直接带隙半导体,光吸收系数超过104cm-1,电池中CZTS薄膜的厚度较薄,仅需1~2μm即可吸收绝大部分的入射太阳光;铜锌锡硫硒 Cu2ZnSn(SxSe1-x)4(简写为CZTSSe,其中0<x<1),是一种直接带隙半导体,具有-11.0-1.5eV可调节的禁带宽度;并且光吸收系数高达104cm ;CZTS和 CZTSSe均与应用最为广泛的Cu(In,Ga)Se2(CIGS)具有相似的晶体结构, CZTS中各元素在自然界中含量丰富且无毒,最有希望替代昂贵的CIGS材料,被认为是制备高效薄膜太阳能电池吸收层的材料之一,引起了世界范围内广泛研究。此外,铜锌锡硒(Cu2ZnSnSe4,简写CZTSe)不仅具有和CIGS
本发明提供了一种铜锌锡基粉体的制备方法,包括以下步骤:将铜锌锡基粉体对应的原料进行混合,得到混合粉体;将所述混合粉体进行机械球磨,引发固相反应,真空干燥后,得到铜锌锡基粉体;所述铜锌锡基粉体对应的原料包括铜粉、锌粉和锡粉,还包括硫粉和/或硒粉;或者,所述铜锌锡基粉体对应的原料同时包括铜粉、锌粉、锡粉、硫粉和锗粉。本发明以单质为原料制备铜锌锡基粉体,而且采用反应原料一步法室温固相球磨反应制备铜锌锡基粉体,制备的粉体成分均一,无杂相;而且制备过程简单易行、易于控制、节约成本、节能环保;同时避免使用表面活性剂、模板剂和溶剂,提高了产物纯度,也符合材料合成绿色化的要求,适合大规模生产。
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