本文關(guān)鍵詞：錫基硫化物納米材料的制備及性質(zhì)研究

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【摘要】：隨著現(xiàn)代科技的快速發(fā)展,人們對(duì)于半導(dǎo)體納米材料的研究投入了越來越多的熱情。半導(dǎo)體納米材料具有眾多優(yōu)良的性質(zhì),由于其尺寸的優(yōu)越性,納米材料具有很多體相材料所不具備的獨(dú)特的性質(zhì)。合成納米材料的方法日益繁多,人們對(duì)于納米材料在尺寸上、形貌上、以及光學(xué)性能上的可控制備逐漸成熟,能夠成功制備滿足人們需求的,高效環(huán)保的納米材料。納米材料在磁學(xué)、光學(xué)、醫(yī)學(xué)、傳感、軍事等方面都有著十分廣泛的應(yīng)用。目前,對(duì)于納米材料在太陽能電池、各種光伏器件領(lǐng)域的應(yīng)用是許多科研工作者研究的熱點(diǎn),發(fā)現(xiàn)并研究具有優(yōu)秀光電性能的納米材料是一個(gè)重要的研究方向。在眾多的半導(dǎo)體納米材料中,目前比較理想的薄膜光伏材料是I-III-VI族的硫化物。然而,因其中所含的稀有金屬,如銦和鎵,供給量有限,價(jià)格日益上漲,開發(fā)儲(chǔ)量豐富、價(jià)格低廉的可替代的材料迫在眉睫。SnS2作為一種重要的錫基二元硫化物,其組成元素,錫元素和硫元素,在地球上儲(chǔ)量豐富,價(jià)格低廉,且無毒無害,環(huán)境友好,是一種理想的金屬化合物。SnS2納米材料在近些年吸引了許多關(guān)注的目光,其可應(yīng)用范圍包括:鈉離子電池、鋰離子電池電極材料,氣敏傳感器、發(fā)光材料、光催化材料、光電傳感器及太陽能電池材料等等。由于錫基硫化物優(yōu)秀的性質(zhì),一系列的二元、三元及多元的錫基硫化物已經(jīng)被成功制備出,并且被廣泛應(yīng)用于許多的前沿科技領(lǐng)域。那么,進(jìn)一步研究新型的錫基硫化物,制備性能優(yōu)異的新型材料,值得深入研究。目前對(duì)于SnS2納米材料的光電性能探究還處于初級(jí)階段,本論文針對(duì)這一問題進(jìn)行了研究。此外,成功制備出兩種新型錫基硫化物材料,對(duì)發(fā)展錫基硫化物的研究具有重要的意義。論文的主要內(nèi)容總結(jié)如下:1.通過兩種合成手段,制備出不同尺寸的SnS2納米材料,以油相合成法制備5 nm的SnS2納米粒子,以溶劑熱合成法制備450-500 nm的SnS2納米片。分別對(duì)兩個(gè)尺寸的SnS2納米材料進(jìn)行光暗電流測試,對(duì)比和分析的結(jié)果表明:SnS2納米粒子的光電流為暗態(tài)電流的3倍,SnS2納米片的光電流約為暗態(tài)電流的7倍,SnS2納米片具有更合適的光學(xué)帶隙和更利于光生電荷傳輸?shù)钠瑺罱Y(jié)構(gòu),SnS2納米片相較于SnS2納米粒子具有更優(yōu)異的光響應(yīng)能力。2.通過溶劑熱法,成功制備出新型Zn2SnS4三元化合物。掃描電鏡和XRD的研究結(jié)果表明:Zn2SnS4具有多層納米片結(jié)構(gòu)且屬于立方晶系反尖晶石型結(jié)構(gòu)。光暗電流測試結(jié)果表明,電流值隨施加偏壓增大而增加,光電流比暗態(tài)電流提升了10倍,光暗開關(guān)電流的測試表明,在數(shù)次循環(huán)過程中,材料能夠保持對(duì)光響應(yīng)的靈敏度和穩(wěn)定性。利用該方法,成功制備了Cd2SnS4化合物,XRD的研究表明:制備的Cd2SnS4有類似于Cd2SnO4的晶體結(jié)構(gòu),其性質(zhì)和晶體屬性有待進(jìn)一步研究。
【關(guān)鍵詞】：納米材料 錫基硫化物 光電性質(zhì) 太陽能電池
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB383.1
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-37
• 1.1 量子點(diǎn)的基本介紹11-15
• 1.1.1 量子點(diǎn)的概念11
• 1.1.2 量子尺寸效應(yīng)11-13
• 1.1.3 表面效應(yīng)13
• 1.1.4 量子點(diǎn)在太陽能電池方面的應(yīng)用13-15
• 1.2 錫基二元硫化物納米材料的研究概況15-23
• 1.2.1 SnS納米材料的研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2.2 SnS_2納米材料的研究現(xiàn)狀18-23
• 1.3 錫基三元硫化物納米材料的研究概況23-26
• 1.3.1 Cu_2SnS_3納米材料的研究現(xiàn)狀23-25
• 1.3.2 ZnSnS_3納米材料的研究現(xiàn)狀25-26
• 1.4 錫基四元硫化物納米材料的研究概況26-29
• 本文立題思想29-30
• 參考文獻(xiàn)30-37
• 第二章 SnS_2納米材料的制備與性質(zhì)研究37-53
• 2.1 引言37-38
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分38-40
• 2.2.1 藥品與試劑38
• 2.2.2 儀器與測試38-39
• 2.2.3 SnS_2納米粒子的制備39
• 2.2.4 SnS_2納米片的制備39-40
• 2.3 結(jié)果與討論40-51
• 2.3.1 SnS_2納米材料的電鏡和吸收光譜表征40-45
• 2.3.2 SnS_2納米材料的XRD表征45-46
• 2.3.3 SnS_2納米材料的光電性質(zhì)研究46-51
• 2.4 本章小結(jié)51-53
• 第三章 M_2SnS_4(M=Zn,Cd)納米材料的制備與性質(zhì)研究53-73
• 3.1 引言53-54
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分54-55
• 3.2.1 藥品與試劑54
• 3.2.2 儀器與測試54-55
• 3.2.3 Zn_2SnS_4納米材料的制備55
• 3.2.4 Cd_2SnS_4納米材料的制備55
• 3.3 結(jié)果與討論55-70
• 3.3.1 Zn_2SnS_4納米材料的掃描電鏡和漫反射光譜表征55-58
• 3.3.2 Zn_2SnS_4納米材料的XRD結(jié)構(gòu)表征58-62
• 3.3.3 Zn_2SnS_4納米材料的EDS能譜表征62-63
• 3.3.4 Zn_2SnS_4納米材料的光電性質(zhì)研究63-65
• 3.3.5 Cd_2SnS_4納米材料的SEM，XRD，EDS表征65-70
• 3.4 本章小結(jié)70-71
• 參考文獻(xiàn)71-73
• 作者簡介73-75
• 致謝75

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