[发明专利]一种光伏半导体纳米晶及制备法和应用

权利要求书

1.一种Cu(In，Al)Se₂类光伏半导体纳米晶，通过溶剂热法将Cu、In、Al、S和Se的元素源在有机溶剂中合成Cu(In，Al)Se₂类纳米颗粒，再进行提纯精制而得到；该方法为：

1)Cu、In、Al元素源置于有机溶剂中混合，于惰性气体保护下反应，得到溶液A；

2)溶液A升温，加入S元素源和Se元素源中的一种或两种进行反应；调整In/Al比或/和S/Se比调节其带隙宽度，使材料的带隙宽度与太阳光的光谱匹配；

3)加入苯分散后再加入醇沉淀，得到目标产物Cu(In，Al)S₂、Cu(In，Al)Se₂或Cu(In，Al)(S，Se)₂光伏半导体纳米晶。

2.一种制备权利要求1所述Cu(In，Al)Se₂类光伏半导体纳米晶的方法，采用溶剂热法，将Cu、In、Al、S和Se的元素源在有机溶剂中合成Cu(In，Al)Se₂类纳米颗粒，再进行提纯精制；其主要步骤为：

1)Cu、In、Al元素源置于有机溶剂中混合，80-140摄氏度于惰性气体保护下反应，得到溶液A；

2)溶液A升温至200-250摄氏度，加入S元素源和Se元素源中的一种或两种进行反应；调整In/Al比或/和S/Se比调节其带隙宽度，使材料的带隙宽度与太阳光的光谱匹配；

3)加入苯分散后，再加入醇沉淀，得到Cu(In，Al)S₂、Cu(In，Al)Se₂或Cu(In，Al)(S，Se)₂光伏半导体纳米晶。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其中，步骤1中，Cu、In、Al元素源置于有机溶剂中混合时加入表面活性剂，得到的Cu(In，Al)S₂、Cu(In，Al)Se₂或Cu(In，Al)(S，Se)₂光伏半导体纳米晶为线状或微球状。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其中，步骤2包括如下步骤：

A)硫元素源和硒元素源中的一种或两种先与有机溶剂混和，惰性气体保护下100-120摄氏度反应，并在10分钟内升温到220-250摄氏度保温，使硫元素源和硒元素源中的一种或两种溶解，得到溶液B；

B)搅拌下，将溶液A加入溶液B，缓慢降温到100摄氏度，然后继续升温到180-300摄氏度保温。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其中，Cu元素源选自以下铜盐中的一种或几种：氯化亚铜、氯化铜、碘化亚铜、碘化铜、醋酸亚铜、醋酸铜、乙酰丙酮化铜；

In元素源选自以下铟盐中的一种或几种：氯化铟、乙酰丙酮化铟、醋酸铟、碘化铟；

Al元素源选自以下铝盐中的一种或几种：氯化铝、碘化铝、醋酸铝、乙酰丙酮化铝；

硒源选用以下的一种或几种：硒的三正辛基膦溶液、硒的三正辛基氧膦溶液、硒的十八烯胺溶液、硒脲；

硫源选用以下的一种或几种：硫溶解于十八烯胺，硫溶解于三正辛基膦、硫溶解于三正辛基氧膦、硫脲、硫醇。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其中，有机溶剂为十八烯胺、三正辛基膦、三正辛基氧膦、邻二氯苯或无水肼；醇为无水甲醇、无水丁醇、无水丙醇或无水乙醇。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其中，表面活性剂为十二醇、吡啶、聚乙二醇、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基磺酸钠或壬基酚聚氧乙烯醚。

8.根据权利要求2所述的制备方法，其中，步骤3得到的Cu(In，Al)S₂、Cu(In，Al)Se₂或Cu(In，Al)(S，Se)₂光伏半导体纳米线或颗粒用苯、甲苯或/和氯仿溶剂分散的方法反复提纯。

9.权利要求1所述的Cu(In，Al)Se₂类光伏半导体纳米晶在太阳能电池中的应用。

10.权利要求1所述的Cu(In，Al)Se₂类光伏半导体纳米晶在近红外光激光中的应用。