科创中国

本发明公开了一种纤锌矿Cu2ZnSnS4 纳米晶的大规模制备方法，属于光电材料新能源技术领域。 本发明所述方法为称取一价铜盐、锌盐、锡盐放入三口烧瓶，加入油胺作为溶剂，经过加热后冷却至室温；加入正十二烷硫醇和二硫化碳作为硫源，经过加热反应后冷却至室温；离心分离，弃上层液，然后使用正己烷、甲醇和乙醇混合液清洗多次，收集沉淀物，最后经干燥得到纤锌矿CuzZnSnS4 纳米晶。本发明所述方法简单，产量大，产率高，一次能生产数克纤锌矿Cu2ZnSnS4 纳米晶，单次产量比现在通行的其他方法高一个数量级，制得的纳米晶原子比例易于调控，可以简单的通过改变前驱体配比例得到理想的纤锌矿Cu2ZnSnS4纳米晶。

①原料均是常见化学药品（金属碘盐、金属氯盐、二硫化碳、正十二烷硫醇、油胺），成本低，且产物质量好。 ②本发明所述方法可通过改变前驱体配比例、体系反应时间及温度等反应条件以保证良好的粒子尺寸分布（20~30 nm）和纯净的相组成，可以十分容易的得到贫铜富锌的纤锌矿Cu2ZnSnS4。 ③所得纤锌矿CZTS微粒产物具有的原子比例，微粒平均粒径在20 nm左右，粒径分布均匀。 ④本发明所述方法产量大，产率高，一次能生产数克CuzZnSnS4 纳米晶，单次产量比现在通行的其他方法高一个数量级。 ⑤本发明所述方法具有操作简单，制备过程直观可控，设备要求低等优点；制备出CZTS微粒结晶性好、可见光区域具有很好的吸收，有利于提高光电转换效率。

科研成果具体应用在光伏材料，器件新能源领域。 

半导体探测材料与器件工程技术研究中心包括光电子材料与器件重点实验 室，先进封装设计实验室和芯片设计与应用部。中心以产教融合、协同创新为基 本建设方针，围绕半导体材料与器件全产业链，从上游半导体材料开始，到设计、 制造、封装、测试，再到最后的下游应用环节，并以此实践应用贯穿半导体材料 与器件人才培养全过程。团队成员多学科交叉，其中高级职称10人，双师比82%。

①由实例制备得到的纤锌矿 Cu2MnSnS4 纳米晶的 XRD 图可知，纤锌矿CMTS纳米晶的结晶性良好，无其它杂相。 ②由实例制备得到的纤锌矿 Cu2MnSnS4 纳米晶的 TEM 图可知，纤锌矿CMTS纳米晶的粒径尺寸为5~10nm，粒径均匀。 ③由实例制备得到的纤锌矿 Cu2MnSnS4 纳米晶的 EDX 图可知，纤锌矿CMTS纳米晶的元素原子计量比约为2：1：1：4，符合纤锌矿Cu2MnSnS4纳米晶的化学计量比，表明本实施例得到的纤锌矿Cu2MnSnS4纳米晶十分纯净。 ④由实例制备得到的纤锌矿 Cu2MnSnS4 纳米晶的 UV-Vis 图可知，CMTS 40 的带隙在1.35eV，光学性能良好，可用以制备薄膜太阳能电池吸收层。

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