研究目的
合成具有单相结构、贫铜组分、高结晶度且在有机溶剂中分散性良好的Cu(Zn,Sn)Se?（CZTSe）纳米颗粒，用于制备太阳能电池的吸收层。
研究成果
硒前驱体的注入速度对于控制CZTSe纳米颗粒中的Cu/(Zn + Sn)比例至关重要。在最佳注入速度下合成的纳米颗粒呈现单相、高结晶度且铜含量不足的组成，适合用作太阳能电池吸收层。采用这些纳米颗粒制备的太阳能电池实现了5.8%的转换效率。
研究不足
所制备太阳能电池的开路电压和填充因子相当低，表明需要优化制备工艺以实现更高的电池参数。
1：实验设计与方法选择：
采用热注入法合成CZTSe纳米颗粒，重点通过控制硒前驱体的注入速度来实现所需的纳米颗粒特性。
2：样品选择与数据来源：
通过改变Cu/(Zn+Sn)前驱体比例和硒前驱体注入速度来合成纳米颗粒，研究其对纳米颗粒成分和相的影响。
3：实验设备与材料清单：
使用硒粒、油胺、己硫醇、乙酰丙酮铜(II)、双(2,4-戊二酮)锌(II)、溴化锡(IV)双(乙酰丙酮)以及三颈烧瓶。
4：实验步骤与操作流程：
将硒溶解于油胺和己硫醇的混合液中，金属前驱体与油胺混合后加热至235°C，注入硒溶液反应1小时，随后分离纳米颗粒并重新分散于己硫醇中。
5：数据分析方法：
采用XRD、EDX和HR-TEM进行结构分析，使用太阳光模拟器进行光伏测量。
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energy-dispersive X-ray analysis
Jeol JSM-7600F
Jeol
Used for elemental analysis of CZTSe nanoparticles.
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high-resolution scanning transmission microscopy
JEM2100
Jeol
Used for imaging and analysis of CZTSe nanoparticles.
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selenium pellets
Sigma–Aldrich
Used as a precursor in the synthesis of CZTSe nanoparticles.
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hexanethiol
Sigma–Aldrich
Used as a solvent in the synthesis of CZTSe nanoparticles.
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copper(II) acetylacetonate
Used as a precursor in the synthesis of CZTSe nanoparticles.
-
bis(2,4-pentanedionato)zinc(II)
Tokyo Chemical Industry
Used as a precursor in the synthesis of CZTSe nanoparticles.
-
tin(IV) Bis(acetylacetonate) dibromide
Aldrich
Used as a precursor in the synthesis of CZTSe nanoparticles.
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oleylamine
Sigma–Aldrich
Used as a solvent in the synthesis of CZTSe nanoparticles.
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X-ray diffraction
D8-Advance
Germany
Used for structural analysis of CZTSe nanoparticles.
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solar simulator
Used for photovoltaic measurements of solar cells.
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