[发明专利]铜铟硒纳米晶/硫化镉量子点/氧化锌纳米线阵列纳米结构异质结的制备方法

摘要

铜铟硒纳米晶/硫化镉量子点/氧化锌纳米线阵列纳米结构异质结的制备方法，采用一维氧化锌纳米线阵列作为n型半导体电子传输层，在其上沉积一层硫化镉量子点作为缓冲层，并将p型铜铟硒纳米晶层沉积到缓冲层上。首先，利用溶胶-凝胶技术在FTO玻璃片上沉积氧化锌薄膜，其次采用水热自组装生长技术在氧化锌薄膜上生长氧化锌纳米线阵列，然后在上面沉积一层由连续吸附和反应法获得的硫化镉量子点，最后采用电泳法在硫化镉上沉积一层由溶剂热法制备的铜铟硒纳米晶，即可得到成本低廉、工艺要求简单、重复性好、可大规模制造且具有较高可见光吸收率的纳米结构异质结。

主权项

铜铟硒纳米晶/硫化镉量子点/氧化锌纳米线阵列纳米结构异质结的制备方法，其特征在于：1)将二水合醋酸锌、单乙醇氨和去离子水按1∶1∶0.5的摩尔比溶解于乙二醇甲醚中制成二水合醋酸锌的浓度为0.1‑1mol/L的混合溶液，再将混合溶液密封后放入恒温水浴锅中，恒温60℃磁力搅拌得到透明均匀的溶胶；2)利用旋转涂层工艺在转速为2000‑3000转/分钟将步骤1)制备的溶胶沉积在清洗干净的FTO玻璃片上，再将旋涂后的基片放入200‑275℃干燥箱中烘干，最后在350‑500℃退火0.5‑2小时得到氧化锌籽晶层；3)将六水合硝酸锌和氢氧化钠溶于水中制成生长液，生长液中六水合硝酸锌的浓度为0.02‑0.04mol/L，氢氧化钠的浓度为0.4‑0.8mol/L，将镀有氧化锌籽晶层的基片放入生长液中，在60‑80℃恒温处理1‑3小时，得到氧化锌纳米线阵列；4)将得到的氧化锌纳米线阵列依次浸入浓度为0.01‑0.1mol/L的氯化镉无水乙醇溶液和浓度为0.01‑0.1mol/L的硫化钠甲醇溶液，浸泡时间均为30秒钟，重复此循环操作3‑20次，得到硫化镉量子点包覆的氧化锌纳米线阵列；5)将0.5‑1.5mmol的氯化铜或氯化亚铜、0.5‑1.5mmol的氯化铟、1‑3mmol的硒粉加入到8‑12ml的油胺中得混合溶液，其中铜∶铟∶硒的元素量之比为1∶1∶2，然后将该混合溶液加热到60‑80℃保温2‑3小时，同时通入氮气剧烈搅拌，再将得到的混合溶液加热到210‑240℃，同时通入氮气，并冷凝回流，剧烈搅拌，反应2‑4小时，之后在溶液中加入10‑20毫升乙醇并以5000‑8000rpm的速度离心3‑5分钟，去掉上清液得到沉淀；6)向沉淀中加入5‑10ml氯仿和10‑20ml乙醇，并超声使沉淀全部溶解混合均匀，以5000‑8000rpm的速度离心3‑5分钟，去掉上清液得到沉淀，再向沉淀中加入5‑10ml氯仿和10‑20ml乙醇、经超声、离心、去上清液得沉淀，重复3遍，其中氯仿∶乙醇为1∶2的体积比，最后，向沉淀中加入5‑10ml氯仿，超声使沉淀全部溶解，以5000‑8000rpm的速度离心3‑5分钟去掉沉淀，，得到悬浮液即为所需的铜铟硒纳米晶，并将铜铟硒纳米晶氯仿溶液的浓度稀释为10‑6‑10‑7mol/L；7)将两片包覆硫化镉量子点的氧化锌纳米线阵列作为电泳法的阳极和阴极，将两电极浸入铜铟硒纳米晶氯仿溶液中，使用50‑200V的电压，电泳30‑120分钟，得到铜铟硒纳米晶/硫化镉量子点/氧化锌纳米线阵列纳米结构异质结。