[发明专利]一种CuGaX2（X=S, Se, Te）系列化合物的低温合成方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及一种低温合成方法，尤其涉及一种CuGaX₂（X=S, Se, Te）系列化合物的低温合成方法。

背景技术

CuGaX₂（X=S, Se, Te）是一种具有黄铜矿型结构的窄带系半导体 ，对称空间群为。一直以来，由于良好的光学特性，CuGaTe₂都是作为光电领域和太阳能电池领域的候选材料被广泛研究[HANS JOACHIM MOLLER. Semiconductors for Solar Cells[M]. Artech House Press, 1993. ；B.J. Stanberry, Crit. Rev. Solid State 27 (2002) 73.]，但是近期Theerayuth Plirdpring[Advanced Materials, Volume 24, Issue 27, pages 3622–3626, July 17, 2012]等人研究发现，CuGaTe₂具有优异的热电性能，其热电优值ZT在677℃时高达1.4.但是该材料的传统合成方法温度较高，约700-900℃，时间较长，约7-10天。

发明内容

本发明目的就是为了提供一种CuGaX₂（X=S, Se, Te）系列化合物的低温合成方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

（1）首先选取沸点较高的有机溶剂油胺或硅油；

（2）量取适量有机溶剂液体,倒入三口烧瓶内，有机溶剂体积为烧瓶容量的30-35%，视烧瓶容量大小而定；

（3）按CuGaX₂化学计量比称量原料CuCl，GaCl₃，单质X（X=S, Se,或Te）粉末，加入到步骤（2）的有机溶剂溶液中，并充分搅拌；

（4）对步骤（3）溶液加热同时搅拌，以2-4℃/分的升温速率加热到一定温度，并保温足够时间；（对应X=S, Se, Te，加热温度分别为140-160℃，240-260℃，290-310℃，保温时间分别为0.8-1.2小时，1.8-2.1小时，23.8-24.1小时）；

（5）对步骤（4）保温后的溶液多次用去离子水洗涤，过滤，烘干即得到CuGaX₂（X=S, Se,或Te）系列化合物。

本发明的优点是：

该方法有效地降低了CuGaX₂（X=S, Se, Te）系列化合物的合成温度以及合成成本，为CuGaX₂（X=S, Se, Te）系列热电材料的合成提供了一种新的方法，该方法简单迅速，节约能耗。

附图说明

图1为本发明的目标产物CuGaTe₂的XRD衍射图谱和标准卡片（03-065-2746）的对照图。

具体实施方式

实施例1

化合物CuGaTe₂的低温合成方法，包括以下步骤：

（1）首先选取沸点较高的有机溶剂油胺；

（2）量取适量有机溶剂液体,倒入三口烧瓶内，本次试验中采用500ml烧瓶，所以有机溶剂体积为150ml；

（3）按CuGaTe₂化学计量比称量原料CuCl，GaCl₃，单质Te粉末，加入到步骤（2）的有机溶剂溶液中，并充分搅拌；

（4）对步骤（3）溶液加热同时搅拌，以3℃/分的升温速率加热到300℃，并保温24小时； 

（5）对步骤（4）保温后的溶液多次用乙二胺，乙醇，去离子水洗涤，过滤，烘干即得到CuGaTe₂化合物。