论文部分内容阅读
汽油和铜铟镓硒（Cu（In,Ga）Se2）薄膜太阳能电池分别是传统石油能源和新能源太阳能的代表,在我国能源结构体系中具有重要地位。国家环境保护标准规定了汽油中痕量磷的限量（0.2 mg/L）,需要相应的准确测量方法及标准物质来支撑汽油的质量检测及相应标准的贯彻实施。铜铟镓硒薄膜材料中主元素相对含量的深度变化梯度严重影响太阳能电池的光电转化效率等关键性能指标,因此需要Cu（In,Ga）Se2薄膜主元素含量准确测量方法为主元素相对含量的深度变化梯度计量提供技术支撑。本文采用微波消解结合ICP-OES和ICP-MS的技术,系统研究了样品前处理和分析测量过程中的影响因素,建立了异辛烷中磷元素以及铜铟镓硒薄膜中主元素含量的准确测量方法;与此同时,以异辛烷模拟轻质燃料研制了异辛烷中磷元素含量标准物质。通过预消解-微波消解的模式,建立了含磷异辛烷样品的前处理方法,并通过研究和优化预消解条件、样品质量、酸消解体系、微波消解条件等影响因素,得到了最佳前处理条件。通过对测量条件的优化和摸索,包括校正信号漂移、抑制基体效应、排除谱线干扰的研究,建立了ICP-OES和ICP-MS准确测量异辛烷中磷元素含量的方法。结果表明,所建立的测量方法能有效消除氮氧化物对31P的质谱干扰。采用ICP-OES和ICP-MS测得含磷异辛烷样品中磷含量分别为0.4507mg/kg,0.4440 mg/kg,方法一致性较好。磷元素的加标回收率实验结果处于98.32～111.41%之间,证明所建立的样品前处理方法和测量方法准确可靠。以异辛烷为基底,磷酸酯为溶质配制出异辛烷中磷元素含量标准物质样品。随机抽取15瓶标物样品,采用方差分析法对其进行均匀性检验,结果表明标物样品均匀性良好。稳定性检验按照先密后疏的原则,对标物样品进行了长期12个月内和短期极端运输条件（高温40℃和低温-27℃,14天）下的稳定性检验,采用直线拟合的统计方法,对标物样品进行一年有效期监测,结果表明标物样品稳定性良好。采用ICP-MS和ICP-OES方法,多家实验室联合定值的方法对标物样品进行定值,并计算不确定度。最终得到标物样品的合成不确定度为0.027 mg/kg,扩展不确定度为0.054 mg/kg（k=2）。通过微波消解前处理方法将Cu（In,Ga）Se2薄膜完全溶解于硝酸中,制得用于ICP-OES检测的高浓度样品,系统研究了不同波长条件下四种元素分别的响应值,依据响应值高、线性相关性好的判定标准确定了元素的最优波长,依据不同元素含量不同建立不同浓度范围的标准曲线,最终得到铜铟镓硒四种元素的含量分别为23.53%、16.63%、9.12%和50.72%。根据元素质量的不同加入Sc、Rh两种元素作为内标检测Cu、In、Ga三种元素含量,采用标准加入法去除干扰,测量Se元素含量,ICP-MS检测铜铟镓硒四种元素原子含量分别为24.19%、16.52%、9.44%和49.85%。两种检测方法测量结果取得一致,准确测量方法得以建立,实现了Cu（In,Ga）Se2薄膜中Cu、In、Ga和Se四种元素的准确测定。