亚稳态正交相Cu_2ZnSnS_4(CZTS)颗粒的制备与表征

采用水热法,以CuCl·22H2O、Zn(Ac)·22H2O、SnCl·45H2O作金属源,硫脲作硫源,在乙二胺和去离子水混合溶液中合成亚稳态正交相CZTS颗粒。利用XRD、Raman、SEM、TEM、EDS、UV-Vis吸收光谱探讨了乙二胺与去离子水比例对产物相结构、形貌、原子比以及光学性能的影响。结果表明:随着体系中乙二胺与去离子水比例的增加,所得CZTS颗粒相结构由锌黄锡矿逐渐转变为亚稳态正交相;颗粒形貌、化学计量比、光学性能也发生明显变化;当体系中乙二胺与去离子水比例为1∶1时,合成的颗粒为纯相亚稳态正交相结构、结晶性较好、颗粒形貌为不规则立方体、原子比1.7∶1.1∶1∶4、光学带隙1.53eV,与太阳能电池所需的最佳带隙接近。最后,还发现在充满S气氛中,450℃条件下退火处理1h,可实现亚稳态正交相向锌黄锡矿结构转变。