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伴随着工业的繁荣发展,各种环境问题以及能源危机现实都摆在人们的面前,这迫切需要探索工业、环境、能源之间的可持续发展模式。作为一种妥善解决环境污染问题的途径,半导体光催化技术能够利用清洁无污染、取之不尽的太阳能,在较为温和的条件下,将废水中的有机污染物彻底分解。这种技术避免了对环境造成次生灾害,同时光催化技术具有绿色、低成本等优点,所以逐渐受到工业发展的重视。由于光伏材料的最佳禁带宽度与化合物Cu2ZnSnS4(CZTS)的固有禁带宽度非常相似,并具有较大的吸收系数,另外其组成元素丰富、无毒,因而在薄膜太阳能电池吸收层领域、光催化反应领域都有着广阔的应用前景。本课题从CZTS化合物的制备合成与性能特点等方面进行探究。主要工作如下:(1)CZTS粉末的制备与表征。采用水热法,选取PVP作为制备过程的表面活性剂,从CN2H4S(硫脲)、CuCl2、ZnCl2、SnCl4四种原料中合成提取CZTS粉末,同时观察反应条件中温度和PVP含量对CZTS产物外观和结构的影响。借助于XRD、SEM、EDS及UV-Vis等途径来对CZTS进行质量及微观结构上的表征。从结果中发现:具有良好结晶性的CZTS粉末,呈现出锌黄锡矿结构时能较好的响应可见光,它的光学带隙是1.49 eV。(2)CZTS粉末光催化性能的研究。模拟废水处理过程,采用罗丹明B溶液为目标对象,在可见光照射环境下测试CZTS粉末的光催化特性。数据显示:CZTS在可见光环境中有很好的催化特性,5小时催化反应时间下,罗丹明溶液中RhB的降解率高达70.75%。(3)CZTS薄膜的制备及其光电性能实验研究。采用水热法在FTO玻璃衬底上沉积CZTS薄膜,之后对样品进行物相鉴定、形貌分析及线性I-V曲线的测试。结果表明CZTS薄膜是由均匀且致密的球体状粒子所组成,薄膜的禁带宽度为1.51 e V,在光照的条件比在黑暗条件下展现出更低的电阻率。