[发明专利]一种用于光伏器件核-壳结构CdSe/CdS纳米晶的制备方法

摘要

本发明公开了一种用于光伏器件核-壳结构CdSe/CdS纳米晶的制备方法，旨在提供一种改良的水相合成技术。该技术方案要点是在原有技术基础上，通过适当的热处理方法改善上述材料的表面光伏特性。与传统制备方法相比，本发明制得样品的表面光伏响应的波长范围增加约250纳米，且均在可见光波长范围内；样品表面光伏响应强度增加约6-25倍。本发明的主要用途是改善一类光伏器件中关键材料的表面光伏特性，提高其光电转换效率。

主权项

一种用于光伏器件核‑壳结构CdSe/CdS纳米晶的制备方法，其特征在于：其具体制备步骤如下：⑴硒氢化钠的制备在容器中加入一定量的去离子水，然后加入摩尔比为1：2.5的硒粉与硼氢化钠，氮气环境中，磁力搅拌下室温反应至黑色硒粉消失溶液澄清，制得硒氢化钠（NaHSe）水溶液，密封备用；⑵镉前驱体溶液的制备以镉与硒反应时的总体积及镉浓度为标准，将摩尔比为1：2的氯化镉和巯基化合物加入到一定量的去离子水中，然后在上述混合液中按2mol/L的比例加入氢氧化钠溶液，使其混合液的pH值调至一定值；其pH值为：方案1；氯化镉/巯基乙酸混合液pH值先调至6.5 左右；方案2：氯化镉/巯基乙酸混合液pH值调至9.5或11；氯化镉/巯基丙酸pH值调至10.5；氯化镉/半胱氨酸pH值调至12；⑶合成巯基包覆的核‑壳结构CdSe/CdS半导体纳米晶取步骤⑵中的溶液至四个容器中，磁力搅拌下通氮气除掉反应液中的氧气，在氮气保护下，以镉源：硒源摩尔比为1：0.5注入步骤⑴中的硒氢化钠溶液中，室温下反应0.5小时，之后快速升温至100℃，回流反应一定时间，得到巯基包覆的CdSe纳米晶溶胶，用丙酮沉淀CdSe纳米晶，去离子水和乙醇混合洗涤分离，之后将分离出的沉淀物在65℃左右条件下干燥7小时，得到光伏响应范围为300～550nm或600nm的闪锌矿型CdSe/CdS核壳纳米晶粉末；⑷热处理制备纤锌矿型CdSe/CdS核壳结构半导体纳米晶以5℃/min的升温速率，将步骤⑶中的CdSe纳米晶粉末放于快速升温炉中，从20℃升至450～500℃，保温1～3小时，取样室温冷却，得到光伏响应范围从300～800nm的纤锌矿CdSe/CdS核壳纳米晶。