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随着薄膜太阳能电池技术的不断发展,开发利用原料来源广泛、环境污染小、成本低的新能源材料成为推进薄膜太阳能电池发展的主要方向。而Cu2FeSnS4(CFTS)作为一种四元Ⅰ-Ⅱ-Ⅳ-Ⅵ硫族化物,有着与铜铟镓硒(CIGS)和铜锌锡硫(CZTS)相似的化学结构,并且具有合适的禁带宽度及较高的光吸收系数,同时Fe元素有着比In和Ga,甚至Zn更为丰富的地球储量,是未来一种非常有潜力的CIGS太阳能电池替代材料。本文首次采用混合溶剂法尝试制备CFTS纳米材料,通过选择不同的混合溶剂,探索混合溶剂之间比例、硫源、和反应温度等因素对于产物合成的影响,以达到在一个简便、低成本且绿色无污染的方法下制备形貌不同的CFTS纳米材料。本文主要做了以下三方面的研究工作: 1.本文选用乙二胺和水作为此次混合溶剂热法合成CFTS纳米材料反应中的混合溶剂,通过对于混合溶剂之间的混合比例、反应中硫源的选择以及反应温度和反应时间的设定的探索,确定了合成最终的最适宜条件,即在乙二胺与水一比一混合下,选择硫脲作为反应硫源,反应温度设为180℃和反应时间为24h。然后借助X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、能谱分析仪(EDS)以及X射线光电子能谱仪(XPS)对此方法下的合成产物进行了一系列的表征分析,结果表明本实验中采用混合溶剂热法成功制备了纯相无杂质,并且结晶度高的CFTS纳米材料,产物呈颗粒聚集态,颗粒尺寸在20-50nm左右。 2.为了通过选择不同的溶剂达到控制目标产物形貌的作用,本文同样选择混合溶剂法,以乙二醇和水作为混合溶剂,并在反应中添加一定量的常用络合剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。探讨了乙二醇与水的混合比例以及添加的PVP分子量的不同对目标产物的影响,确认了乙二醇与水的比例为7∶1时,可以合成纯相的CFTS纳米材料,并且在Mw=1300000的PVP的协同作用下,可以成功制备尺寸均一的自组装花状CFTS微球,微球是由纳米片组成,平均直径在2μm左右,可见在此反应体系中,目标产物CFTS的形貌得到了有效的控制。 3.在首次采用混合溶剂热法成功制备CFTS纳米材料,并在两种不同混合溶剂体系中获得不同的样品形貌后,为了能更好的验证CFTS纳米材料在太阳能电池方面的潜在应用,利用紫外-可见分光光度计分别对两组合成产物进行了吸收光谱的测试。从测试结果来看,两种CFTS纳米材料在可见光范围均有较强的光谱吸收,并且通过光谱吸收推算出,以乙二胺和水作为混合溶剂体系下合成的颗粒聚集态CFTS的能级带隙在1.50eV左右,而以乙二醇和水作为混合溶剂体系下合成的花状CFTS微球的能级带隙在1.56eV左右,均适用于太阳能电池的应用。