本發(fā)明涉及水熱化學(xué)合成納米材料工藝技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及水熱法合成銅鋅錫硒光伏材料的制備方法。
背景技術(shù)：
納米材料是指在三維空間中至少有一維處于納米尺度范圍1～100nm或由它們作為基本單元構(gòu)成的材料。納米材料為凝聚態(tài)物理提出了許多新的課題，由于納米材料尺寸小，量子尺寸效應(yīng)十分顯著，這使得納米材料體系的光、熱、電、磁等物理性質(zhì)與常規(guī)材料不同，出現(xiàn)許多新奇特性；另外納米材料的另一個重要特點是表面效應(yīng)。隨著尺寸減小，比表面大大增加，導(dǎo)致納米體系的化學(xué)性質(zhì)與化學(xué)平衡體系出現(xiàn)很大差別。納米合成為發(fā)展新型材料提供了新的途徑和新的思路。納米半導(dǎo)體材料為制備性能優(yōu)越的半導(dǎo)體器件提供了基礎(chǔ)。銅鋅錫硒（cu2znsnse4）作為i-ⅱ-ⅳ-ⅵ族半導(dǎo)體化合物，具有合適的帶隙寬度和高的光吸收系數(shù)，且原料豐富價格低廉，在太陽能電池領(lǐng)域中有著廣闊的應(yīng)用前景。
目前制備納米材料的方法有很多，如物理氣相沉積、化學(xué)氣相沉積、濺射法等氣相法和沉淀法、噴霧法、溶膠-凝膠法、輻射化學(xué)法等液相法。這些方法有的工藝復(fù)雜，反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間長，有的方法反應(yīng)過程中毒性大、環(huán)境污染嚴重，有的方法所得納米材料易團聚、分散性差，不易控制納米材料的形貌和尺寸均勻性，且由于銅鋅錫硒中所含有的元素種類較多,有的方法中所采用的具體工藝制備的納米銅鋅錫硒相組成不純。形狀不同影響著納米材料的比表面積，而且說明晶體生長的取向不同，因而性能會有較大差別；當(dāng)純度差時，由于出現(xiàn)的雜相是另一種物質(zhì)，因而其性能會與單相物質(zhì)不同，在光學(xué)特性、導(dǎo)電性能等方面有較大差異，這些物理性能對半導(dǎo)體材料是十分重要的。
與本專利接近的現(xiàn)有技術(shù)有：
[1]thomasrath,wernfriedhaas,andreaspein,etal,synthesisandcharacterizationofcopperzinctinchalcogenidenanoparticles:in?uenceofreactantsonthechemicalcomposition,solarenergymaterials&solarcells101(2012)87–94.
主要報道了用金屬鹽和s、se合成czts、cztse納米顆粒，并研究了不同反應(yīng)物對其化學(xué)組成的影響。
[2]wenlongliu,mengqiangwu,lidanyan,etal,noninjectionsynthesisandcharacterizationofcu2znsnse4nanocrystalsintriethanolaminereactionmedia,materialsletters65(2011)2554–2557.
主要描述了以三乙醇胺為溶劑合成了單相的接近化學(xué)計量比的cu2znsnse4納米晶體。
[3]haowei,weiguo,yijingsun,etal,hot-injectionsynthesisandcharacterizationofquaternarycu2znsnse4nanocrystals,materialsletters64(2010)1424–1426.
文章主要報道了用熱注射法合成cu2znsnse4納米晶體,并對其形貌和結(jié)構(gòu)進行了表征。
雖然本發(fā)明與以上技術(shù)制備都是制備的納米級cu2znsnse4，但是在原料和工藝流程上都有很大的區(qū)別，產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)、形貌、尺寸上同樣有很大的差異。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，而發(fā)明了一種銅鋅錫硒光伏材料的制備方法。
本發(fā)明采用水熱法合成工藝制備銅鋅錫硒納米片，以cucl2·2h2o、zncl2·2h2o、sncl2·2h2o和seo2為原料，嚴格控制原料的化學(xué)計量比和濃度，以聯(lián)氨為還原劑，在較低溫度下加熱，使原料進行共還原并發(fā)生合成反應(yīng)，并經(jīng)清洗、過濾和烘干即可得到目標(biāo)產(chǎn)物。
本發(fā)明的具體制備方法包括如下順序的步驟：
a.將1.6～7.0份cucl2·2h2o、0.8～2.5份zncl2·2h2o、1.0～4.5份sncl2·2h2o和2.4～8.0份seo2四種固體粉末均勻混合，再加入為40～50份鹽酸和200～800份無水乙醇或者去離子水；
b.將上述混合物溶液倒入高壓反應(yīng)釜，再加入40～50份聯(lián)氨；
c.將上述反應(yīng)罐加熱至160～200℃之間，保溫時間10～90小時，然后冷卻到室溫取出；
d.將反應(yīng)后的溶液通過水系微孔濾膜過濾，先后用去離子水和無水乙醇反復(fù)洗滌、過濾分離，去除雜質(zhì)，洗滌至中性為止；
e.將上述洗滌后所得物干燥，得到銅鋅錫硒粉末。
上述步驟a中混合物粉末在去離子水中均勻混合，采用超聲波振動并進行攪拌的方式使之溶解更充分。
上述步驟b中的聯(lián)氨的純度采用85%或80%。
上述步驟b中的高壓反應(yīng)釜采用聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜。
上述步驟e中洗滌后所得物的干燥在50～80℃下烘干。
上述步驟e中的干燥采用真空烘箱進行干燥。
相分析和形貌分析表明本發(fā)明所得銅鋅錫硒納米粉末是單相粉體，其粒徑約60～100nm，形狀和大小均勻。與同類技術(shù)相比，本發(fā)明所得銅鋅錫硒納米粉末純度高、分散性好、大小均勻，工藝過程安全、過程輔助溶液及產(chǎn)物易處理、無污染等，因此該方法具有非常廣闊的應(yīng)用前景。
具體實施方式
實施例1
將2.455份cucl2·2h2o、1.000份zncl2·2h2o、1.636份sncl2·2h2o和3.182份seo2四種固體粉末均勻混合，再加入45.45份的鹽酸，乙醇772.65份，采用超聲波振動并進行攪拌的方式使之均勻混合。將上述混合物溶液倒入聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓反應(yīng)釜，再加入85%的聯(lián)氨45.455份。將上述反應(yīng)釜加熱至200℃之間，保溫時間45小時，然后冷卻到室溫取出。將反應(yīng)后的溶液通過水系微孔濾膜過濾，先后用去離子水和無水乙醇反復(fù)洗滌、過濾分離，去除雜質(zhì)，洗滌至中性為止。將上述洗滌后所得物在70℃下的真空烘箱中干燥，得到銅鋅錫硒粉末。
實施例2
將2.455份cucl2·2h2o、1.000份zncl2·2h2o、1.636份sncl2·2h2o和3.182份seo2四種固體粉末均勻混合，再加入鹽酸45.45份，去離子水772.65份，采用超聲波振動并進行攪拌的方式使之均勻混合。將上述混合物溶液倒入聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓反應(yīng)釜，再加入85%的聯(lián)氨45.455份。將上述反應(yīng)釜加熱至200℃之間，保溫時間90小時，然后冷卻到室溫取出。將反應(yīng)后的溶液通過水系微孔濾膜過濾，先后用去離子水和無水乙醇反復(fù)洗滌、過濾分離，去除雜質(zhì)，洗滌至中性為止。將上述洗滌后所得物在70℃下的真空烘箱干燥，得到銅鋅錫硒粉末。