[发明专利]控制晶相合成带隙可调的单分散Cu2ZnSn(S1-xSex)4纳米晶的方法

权利要求书

1.一种控制晶相合成带隙可调的单分散Cu₂ZnSn(S_1-xSe_x)₄纳米晶的方法，其特征在于，包括步骤：

前驱物络合：将按计量配比的金属氯化物盐类和单质硫与硒混合于三颈烧瓶内，倒入醇类溶剂和少量油胺，将三颈烧瓶放于磁力搅拌电热套内搅拌、加热，同时通氮气或氩气作为保护气，加热至一定温度进行络合，络合后得到反应前驱液；

溶剂热制备：在搅拌并通入氮气或氩气作为保护气条件下，使上述络合后的反应前驱液升温至一定温度反应一段时间，反应后冷却，向冷却后得到的具有流动性的反应液中加入乙醇后离心分离沉淀得到Cu₂ZnSn(S_1-xSe_x)₄纳米晶晶粒；

清洗：用清洗剂清洗晶粒表面的油胺，得到单分散的不含第二相的Cu₂ZnSn(S_1-xSe_x)₄纳米晶胶体；

真空干燥：对上述得到的所述单分散的不含第二相的Cu₂ZnSn(S_1-xSe_x)₄纳米晶胶体进行真空干燥，即得到单分散的不含第二相的Cu₂ZnSn(S_1-xSe_x)₄纳米晶。

2.根据权利要求1所述的控制晶相合成带隙可调的单分散Cu₂ZnSn(S_1-xSe_x)₄纳米晶的方法，其特征在于，具体包括步骤：

Cu₂ZnSn(S_1-xSe_x)₄纳米晶的前驱物络合：按2∶1∶4的摩尔比称量CuCl粉末、ZnCl₂粉末、S与Se的混合粉末，放入三颈烧瓶内，倒入醇类溶剂和油胺作为混合溶剂，所述油胺占溶剂总体积的5％～30％，溶剂总体积与最终Cu₂ZnSn(S_1-xSe_x)₄的摩尔数之比为（20～60）mL∶1mmol，烧瓶内通N₂排出空气并一直作为保护气，在搅拌的同时加热到80℃，按ZnCl₂∶SnCl₄=1∶1的摩尔比取SnCl₄液体注入反应液的液面下，升温到120℃～140℃保温1小时，使得金属盐与油胺络合制成反应前驱液；

Cu₂ZnSn(S_1-xSe_x)₄纳米晶的溶剂热制备：在搅拌并通保护气下，将反应前驱液以2.5℃/min升温到200℃～260℃，在此温度反应30～60分钟，将反应烧瓶放入空气中冷却到80℃以下，将具有流动性的反应液转入盛有乙醇的离心管，乙醇的体积与反应液体积之比为1:1，混合均匀后，以6000～10000rpm转速离心分离沉淀，回收离心管上部的粘稠状的醇类，向下部黑色沉淀中加入乙醇，乙醇的体积与沉淀Cu₂ZnSn(S_1-xSe_x)₄纳米晶的摩尔数之比为（20～60）mL：1mmol，混合均匀后再次离心，重复2～3次，得到Cu₂ZnSn(S_1-xSe_x)₄沉淀；

单分散Cu₂ZnSn(S_1-xSe_x)₄纳米晶胶体的获得：将离心分离的Cu₂ZnSn(S_1-xSe_x)₄沉淀转入二氯甲烷或正己烷清洗剂中，清洗剂的体积与Cu₂ZnSnS₄纳米晶的摩尔数之比为（20～60）mL：1mmol，超声分散均匀后，加入乙醇作为沉淀剂，乙醇的体积与清洗剂体积相等，离心分离，反复清洗2～6次，获得单分散Cu₂ZnSn(S_1-xSe_x)₄纳米晶胶体；

真空干燥获得单分散Cu₂ZnSn(S_1-xSe_x)₄纳米晶粉末：将清洗过的Cu₂ZnSn(S_1-xSe_x)₄沉淀放入真空干燥箱，在80～120℃下真空干燥6～12小时，得到不含第二相的Cu₂ZnSn(S_1-xSe_x)₄纳米晶粉末。