專(zhuān)利名稱(chēng)：銅鋅錫硫墨水的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明特別涉及一種銅鋅錫硫(Cu2ZnSnS4, CZTS )墨水的制備方法，屬于光電材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
大面積低成本太陽(yáng)能電池的概念隨著電子印刷技術(shù)的發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生；對(duì)應(yīng)p-n結(jié)型的電池而言就要求制備出高性能P型半導(dǎo)體，η型半導(dǎo)體，以及氧化物窗口層等材料的墨水。最近有報(bào)道Nano solar公司采用印刷法制備的銅銦鎵硒(CuInGaSe2, CIGS)薄膜電池效率已達(dá)17. 1%，已接近真空沉積CIGS電池的效率(20. 3%)，說(shuō)明采用印刷技術(shù)完全可能得到與傳統(tǒng)真空技術(shù)相媲美的太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率。相比于傳統(tǒng)的濺射和蒸發(fā)等高溫真空沉積技術(shù)，印刷法制備薄膜太陽(yáng)能電池將大幅度降低生產(chǎn)成本，將是未來(lái)太陽(yáng)能電池的發(fā)展趨勢(shì)。CuInGaSe2中元素In, Ga為稀有金屬；而Se為有毒元素,對(duì)環(huán)境友好不利,所以目前研究人員一方面極力改進(jìn)CuInGaSe2的制備工藝，通過(guò)降低成本，提高光電轉(zhuǎn)換效率來(lái)提高該種電池的生產(chǎn)效益；另一方面積極尋求開(kāi)發(fā)CuInGaSe2的替代材料。其中銅鋅錫硫 (Cu2ZnSnS4)的晶體結(jié)構(gòu)與CuInGaSe2十分類(lèi)似，為P型半導(dǎo)體；其禁帶寬度為I. 4^1. 5 eV, 接近太陽(yáng)能電池所要求的最佳帶隙(1.45 eV)，對(duì)可見(jiàn)光的吸收系數(shù)高(>104 cm-1);此外 Cu2ZnSnS4具有元素含量豐富，無(wú)毒，環(huán)境友好的優(yōu)點(diǎn)，被國(guó)際上稱(chēng)為第三代太陽(yáng)能電池的候補(bǔ)技術(shù)，將有可能廣泛應(yīng)用于薄膜太陽(yáng)能電池。2009年始，美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)先后報(bào)道了高溫?zé)嶙⑷敕ㄔ谟袡C(jī)溶劑中合成Cu2ZnSnS4納米晶以及基于Cu2ZnSnS4為光吸收層的太陽(yáng)能電池制備技術(shù)。(7 Am. Chem. Soc. 2009，131, 12054-12055，J. Am. Chem. Soc. 2009，131, 11672-11673, J. Am. Chem. Soc. 2009，131, 12554-12555，J. Am. Chem. Soc. 2010, 132，17384-17386)。該法得到帶隙可控，單分散性好的Cu2ZnSnS4納米粒子，但是存在一些問(wèn)題如產(chǎn)率低，價(jià)格昂貴，不適合大量生產(chǎn)；有機(jī)溶劑難以有效去除，阻礙電荷傳輸，形成太陽(yáng)能電池效率低。此外，(Prog. Photovolt: Res. Appl,報(bào)道550 °C高溫硒化處理金屬硫化物的配合物薄膜，Cu2ZnSnS(4_x)Sex (CZTSSe)電池的效率達(dá)到10% ;但是該法用到劇毒易爆的肼溶劑，制備條件苛刻，難以控制。中國(guó)專(zhuān)利(CN101794826A)采用硫化銅，硫化鋅，硫化亞錫12(T280 °C下水熱反應(yīng)制備Cu2ZnSnS4材料；以及中國(guó)專(zhuān)利(CN101452969A)通過(guò)惰性氣體保護(hù)下燒結(jié)銅粉，鋅粉， 錫粉，硫粉得到Cu2ZnSnS4材料。如將上述兩種方法所得的Cu2ZnSnS4材料分散在有機(jī)/無(wú)機(jī)溶劑中得到墨水，可大幅度提高材料的合成效率，設(shè)備要求簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，適合大規(guī)模生產(chǎn)的合成技術(shù)。但是金屬粉末作為原料所需的反應(yīng)溫度高，大大增加了制備要求；選用商用金屬硫化物為原料，由于尺寸不一以及反應(yīng)物活性低等缺點(diǎn)將最終導(dǎo)致Cu2ZnSnS4成分偏失，出現(xiàn)多種雜質(zhì)產(chǎn)物
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，即溶液法產(chǎn)率低，制備條件高，晶體質(zhì)量差，金屬粉末燒結(jié)法所需燒結(jié)溫度高等缺陷，提供一種Cu2ZnSnS4墨水的制備方法，其工藝簡(jiǎn)單、成本低廉、效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠，有望在印刷法制造銅鋅錫硫太陽(yáng)能電池領(lǐng)域產(chǎn)生重大作用。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案
一種銅鋅錫硫墨水的制備方法取金屬硫化物前驅(qū)體通過(guò)濕法球磨充分分散形成均勻混合物后，再在真空或者惰性氣體下固相燒結(jié)，其后在含有表面活性劑的有機(jī)溶劑和/或水中球磨分散形成Cu2ZnSnS4墨水；
所述金屬硫化物前驅(qū)體為CuxS、ZnS與SnS2和/或SnS的組合或CuxS、ZnS以及SnS2和/或SnS與Cu粉、Zn粉、Sn粉和S粉中的任意一種以上的組合，并且在燒結(jié)產(chǎn)物中各元素的摩爾比為Cu :Zn :Sn S=1. 8 2· 2 :0. 8 I. 2 :0. 8 I. 2 :3. 8 4. 2，I h< I。優(yōu)選的，所述金屬硫化物前驅(qū)體包含CuxS、ZnS與SnS2和/或SnS的組合以及Cu 粉、Zn粉、Sn粉、S粉中的任意一種以上，且所述CuxS、ZnS、SnS2和/或SnS中的任意一種或其組合優(yōu)選通過(guò)薄膜分散合成法合成。進(jìn)一步的講,所述CuxS、ZnS、SnS2和/或SnS中的任意一種或其組合的薄膜分散合成法為取金屬源和硫源中的一種反應(yīng)物通過(guò)蠕動(dòng)泵分散于中空纖維膜中，并與另一種反應(yīng)物混合微反應(yīng)，或?qū)⒔饘僭春土蛟淳稚⒂谥锌绽w維膜后混合微反應(yīng)，共沉淀形成目標(biāo)產(chǎn)物，其中，所述金屬源和硫源分別采用可溶性金屬鹽溶液和可溶性硫化物溶液，且金屬鹽溶液和硫化物溶液的混合速率為1(T600 mL/min，而在共沉淀反應(yīng)過(guò)程中的攪拌速率為 300 800 rpm，反應(yīng)溫度為10 30 0Co所述中空纖維膜至少選自管式浸沒(méi)式中空纖維膜，平板式纖維膜，套管式纖維膜以及管殼式中空纖維膜中的任意一種。所述可溶性金屬鹽至少選自CuCl2, ZnCl2, SnCl4, CuSO4, ZnSO4, Sn(SO4)2, Cu (Ac)2, Zn (Ac)2, Sn (Ac)4, Cu (NO3)2, Zn (NO3)2和Sn(NO3)4中的任意一種以上,但不限于此；所述可溶性硫化物至少選自Na2S和K2S中的任意一種以上，但不限于此。作為優(yōu)選的實(shí)施方案，所述可溶性金屬鹽溶液和可溶性硫化物溶液的濃度為O. I mmol/Π. O mol/L，且在該兩者形成的混合反應(yīng)溶液中，可溶性金屬鹽與S的摩爾比為 O. I 10。該方法中對(duì)金屬硫化物前驅(qū)體進(jìn)行濕法球磨時(shí)，是采用水和/或乙醇作為分散介質(zhì)，并使用瑪瑙球或ZrO2磨球進(jìn)行球磨；
并且，該濕法球磨的工藝條件優(yōu)選為
金屬硫化物前驅(qū)體中所含CuxS、ZnS、SnS2或SnS的摩爾比為I. 8 2. 2 Γ . 2 Γ . 2， 金屬硫化物前驅(qū)體與分散介質(zhì)的體積比為I :1(Γ30 ；
球磨轉(zhuǎn)速為400 800 rpm，球磨時(shí)間為:TlOO h。前述濕法球磨工序中，可以將各種金屬硫化物洗滌干燥后按照一定比例混合，或者，也可以在膜分散反應(yīng)完成后，將各種金屬硫化物經(jīng)洗滌后，不干燥直接混合，而后進(jìn)行球磨處理。尤為優(yōu)選的，該方法中在將金屬硫化物前驅(qū)體通過(guò)濕法球磨形成均勻混合物后，還對(duì)該均勻混合物進(jìn)行了真空干燥和冷靜壓處理形成壓片，其中，保壓時(shí)間為廣10 min0該方法中對(duì)經(jīng)濕法球磨處理后的金屬硫化物前驅(qū)體進(jìn)行真空或惰性氣體下固相燒結(jié)的工藝條件具體為燒結(jié)溫度40(T700 °C，保溫時(shí)間廣20 h，并且，所得目標(biāo)產(chǎn)物 Cu2ZnSnS4的晶粒尺寸為O. I 5 μ m。所述有機(jī)溶劑至少選自乙醇，甲醇，丙醇，丁醇，叔丁醇，異丙醇，異戊醇和正丁醇中的任意一種以上，但不限于此；
所述表面活性劑至少選自聚乙烯吡咯烷酮，十二烷基苯磺酸鈉，十二烷基磺酸鈉，十六燒基三甲基溴化銨，丁二酸(-2-乙基)己酯磺酸鈉，Hydropalat 5040和Hydropalat 3275 中的任意一種以上，但不限于此。所述Cu2ZnSnS4墨水中的顆粒尺寸為O. I 5 μ m。


圖I是實(shí)施例I中燒結(jié)所得Cu2ZnSnS4晶體的XRD圖2是實(shí)施例I中燒結(jié)所得Cu2ZnSnS4晶體的SAED圖3是實(shí)施例I中Cu2ZnSnS4墨水的UV-Vis吸收光譜圖4是實(shí)施例6中燒結(jié)所得Cu2ZnSnS4晶體的拉曼光譜圖。
具體實(shí)施例方式如前所述，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本案發(fā)明人提出了本發(fā)明的技術(shù)方案，其技術(shù)路線(xiàn)可概括為
I)使用可溶性金屬鹽類(lèi)和硫化物，利用膜分散技術(shù)制備Cu，Sn，Zn等硫化物的納米晶前驅(qū)體，其中各種硫化物可以單獨(dú)通過(guò)膜分散技術(shù)制備也可以將其中的二種或三種硫化物同時(shí)制備。2)按照一定比例將各種金屬硫化物混合，或者，所需各種金屬硫化物可以洗滌干燥后混合，也可以在膜分散反應(yīng)完成再洗滌后，不干燥直接混合，再冷靜壓后于真空或Ar 氣氛保護(hù)下燒結(jié)得到Cu2ZnSnS4塊體材料，相私號(hào)CN101794826A中記載的水熱法制備技術(shù)， 所得Cu2ZnSnS4晶體質(zhì)量高。3)以水和/或醇類(lèi)為介質(zhì)，在表面活性劑的輔助下，采用濕法球磨法得到 Cu2ZnSnS4 墨水。藉由本發(fā)明工藝制備的Cu2ZnSnS4墨水中，Cu2ZnSnS4納米顆粒被均勻分散于有機(jī)溶劑和/或水中，在常溫大氣條件下能保持高穩(wěn)定性，并可采用浸涂、旋涂、涂布刮刀、噴墨打印、絲網(wǎng)印刷等溶液法來(lái)制備薄膜太陽(yáng)能電池等光電器件。以下結(jié)合附圖及若干優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說(shuō)明。實(shí)施例I :
本實(shí)施例的具體制備工藝如下
I. 使用膜截留分子量為10000的聚偏氟乙烯中空纖維膜，于80 °(下，分別制備 Cu2S，ZnS，SnS2納米晶。其中以O(shè). I mol/L CuCl2為連續(xù)相，O. I mol/L Na2S溶液通過(guò)蠕動(dòng)泵分散在中空纖維膜中，在內(nèi)外壓力差的作用下，Na2S溶液逐漸滲入到CuCl2溶液中，在燒杯中300 rpm磁力攪拌速度下發(fā)生微混合反應(yīng)生成Cu2S納米晶體。以O(shè). I mol/L ZnCl2S連續(xù)相，O. I mol/L Na2S溶液為分散相制備了 ZnS納米晶；以O(shè). I mol/L SnCl4為連續(xù)相， O. I mol/L Na2S溶液為分散相制備SnS2納米晶。該步驟中Na2S分散相的分散速率均為400 mL/minο2. 按照Cu2S :ZnS =SnS2 =1 :1 :1 (mol%)的比例將三種硫化物納米晶體在水溶液中混合，以600 rpm的速度在高速球磨罐中球磨4 h，經(jīng)過(guò)真空干燥，冷靜壓得到尺寸約為
12 mm的塊體。3. 將塊狀物料于Ar保護(hù)下，按照預(yù)定燒結(jié)工藝在460 0C下保溫3 h。XRD圖 (圖I)顯示固相燒結(jié)得到單相四方相Cu2ZnSnS4晶體，與標(biāo)準(zhǔn)PDF卡片26-0575#對(duì)應(yīng)；且 SAED圖(圖2)說(shuō)明得到的是Cu2ZnSnS4單晶。4. 取Cu2ZnSnS4 Ig,分散在異丙醇和Hydropalat的混合溶液中，其中異丙醇和分散劑的質(zhì)量比為100:1。在行星球磨機(jī)中高速球磨4 h，得到均勻分散的Cu2ZnSnS4墨水， 該墨水可在空氣中保持2周以上的穩(wěn)定性。從圖3，Cu2ZnSnS4墨水的UV-Vis的吸收光譜圖得其禁帶寬度為I. 51 eV，與Cu2ZnSnS4的帶隙吻合。實(shí)施例2
以 O. I mol/L Na2S 溶液為連續(xù)相，分別以 O. I mol/L CuCl2、0. I mol/L ZnCl2,0. 2 mmol/L SnCl4溶液為分散相，采用膜分散技術(shù)制備Cu2S，ZnS，SnS2納米晶體。按照Cu2S =ZnS SnS=S=I 1 1 1 (mol%)的比例進(jìn)行球磨混合，后經(jīng)過(guò)真空干燥，冷靜壓得到塊狀物料。接著將塊狀物料在Ar氣氛中，460 °C下燒結(jié)3 h，得到Cu2ZnSnS4。XRD顯示固相燒結(jié)得到單相四方相Cu2ZnSnS4晶體，與標(biāo)準(zhǔn)PDF卡片26-0575#對(duì)應(yīng)。最后取Cu2ZnSnS4 Ig,分散在乙醇和PVP的混合溶液中，通過(guò)高速球磨得到所需墨水，以備用于旋涂制備太陽(yáng)能電池的光吸收層。實(shí)施例3
5. 采用膜分散技術(shù)制備Cu2S，SnS2納米晶體。將所得的Cu2S，SnS2和S粉，Zn粉按照Cu Zn Sn S=2 :1 :1 :4 (mol%)的比例在球磨罐中球磨混合,后經(jīng)過(guò)真空干燥,冷靜壓得到塊狀物料。塊狀物料在Ar氣氛中，460 °C下燒結(jié)6 h，得到Cu2ZnSnS4。最后取Cu2ZnSnS4 Ig,分散在乙醇和SDBS按30:1 (wt%)比例混合的混合溶液中，通過(guò)高速球磨得到所需墨水，吸收光譜圖得其禁帶寬度為I. 51 eV，與Cu2ZnSnS4的帶隙吻合。實(shí)施例4
以 0. I mol/L CuS04、0. I mol/L ZnCl2,0. I mol/L SnCl4 溶液為分散相制備 CuS，ZnS, SnS2納米晶體。按照Cu CuS ZnS SnS2=I :1 :1 :1 (mol%)的比例在球磨罐中球磨混合， 后經(jīng)過(guò)真空干燥，冷靜壓得到塊狀物料。塊狀物料在Ar氣氛中，450 °C下燒結(jié)3 h，得到 Cu2ZnSnS4,其XRD圖與標(biāo)準(zhǔn)PDF卡片26-0575#吻合。最后取Cu2ZnSnS4 Ig,分散于水和PVP 質(zhì)量比為30:1的混合溶液中，通過(guò)高速球磨得到所需墨水。實(shí)施例5:
以 0. I mol/L CuS04、0. I mol/L ZnCl2,0. I mol/L SnCl4 溶液為分散相制備 CuS，ZnS, SnS2納米晶體。分別用去離子水和無(wú)水乙醇洗滌數(shù)次，所得產(chǎn)物不經(jīng)干燥直接使用去離子水在球磨罐中混合分散，后經(jīng)過(guò)真空干燥，冷靜壓得到塊狀物料。塊狀物料在Ar氣氛中，550 0C下燒結(jié)3 h，得至IJ Cu2ZnSnS40最后取Cu2ZnSnS4 lg，分散于水和PVP質(zhì)量比為30:1的混合溶液中，通過(guò)高速球磨得到所需墨水。
實(shí)施例6
將 O. I mol/L CuSO4^O. I mol/L ZnCl2 及 O. I mol/L SnCl4 溶液混合后，與過(guò)量的 Na2S 溶液共沉淀，產(chǎn)生硫化物混合物，將混合沉淀用去離子水和無(wú)水乙醇洗滌數(shù)次，不經(jīng)干燥直接球磨均勻分散。將球磨產(chǎn)物干燥后，經(jīng)過(guò)真空干燥，冷靜壓得到塊狀物料。塊狀物料在Ar 氣氛中，500 °C下燒結(jié)3 h，得到Cu2ZnSnS415圖4拉曼光譜上336 cnT1處振動(dòng)峰為Cu2ZnSnS4 的典型振動(dòng)峰，且無(wú)雜峰，說(shuō)明得到單相Cu2ZnSnS4晶體。最后取Cu2ZnSnS4 Ig,分散于水和 SDBS質(zhì)量比為30:1的混合溶液中，通過(guò)高速球磨得到所需墨水。應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明可用其他的不違背本發(fā)明的精神或主要特征的具體形式來(lái)概述。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅是對(duì)本發(fā)明的說(shuō)明而不能限制本發(fā)明，權(quán)利要求書(shū)指出了本發(fā)明的范圍，而上述的說(shuō)明并未指出本發(fā)明的范圍，因此在與本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)相當(dāng)?shù)暮x和范圍內(nèi)的任何改變，都應(yīng)認(rèn)為是包括在權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種銅鋅錫硫墨水的制備方法，其特征在于，該方法為取金屬硫化物前驅(qū)體通過(guò)濕法球磨充分分散形成均勻混合物后，再在真空或者惰性氣體下固相燒結(jié)，其后在含有表面活性劑的有機(jī)溶劑和/或水中球磨分散形成Cu2ZnSnS4墨水；所述金屬硫化物前驅(qū)體為CuxS、ZnS與SnS2和/或SnS的組合或CuxS、ZnS以及SnS2和/或SnS與Cu粉、Zn粉、Sn粉和S粉中的任意一種以上的組合，并且在燒結(jié)產(chǎn)物中各元素的摩爾比為Cu :Zn :Sn S=1. 8 2· 2 :0. 8 I. 2 :0. 8 I. 2 :3. 8 4. 2，I S X S 2。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的銅鋅錫硫墨水的制備方法，其特征在于，所述金屬硫化物前驅(qū)體包含CuxS、ZnS與SnS2和/或SnS的組合以及Cu粉、Zn粉、Sn粉、S粉中的任意一種以上，且所述CuxS、ZnS、SnS2和/或SnS中的任意一種或其組合是通過(guò)中空膜分散方法合成的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的銅鋅錫硫墨水的制備方法，其特征在于，所述CuxS、ZnS、SnS2 和/或SnS中的任意一種或其組合的薄膜分散合成法為取金屬源和硫源中的一種反應(yīng)物通過(guò)蠕動(dòng)泵分散于中空纖維膜中，并與另一種反應(yīng)物發(fā)生微反應(yīng)形成目標(biāo)產(chǎn)物，或者，將金屬源和硫源均通過(guò)蠕動(dòng)泵分散于中空纖維膜中，并與另一種反應(yīng)物發(fā)生微反應(yīng)形成目標(biāo)產(chǎn)物；其中，所述金屬源和硫源分別采用可溶性金屬鹽溶液和可溶性硫化物溶液，且金屬鹽溶液和硫化物溶液的混合速率為1(T600 mL/min,而在共沉淀過(guò)程中的攪拌速率為30(Γ800 rpm，反應(yīng)溫度為10 30 °C。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的銅鋅錫硫墨水的制備方法，其特征在于，所述中空纖維膜至少選自管式浸沒(méi)式中空纖維膜，平板式纖維膜，套管式纖維膜以及管殼式中空纖維膜中的任意一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的銅鋅錫硫墨水的制備方法，其特征在于，所述可溶性金屬鹽至少選自 CuCl2, ZnCl2, SnCl4, CuSO4, ZnSO4, Sn(SO4)2, Cu (Ac)2, Zn (Ac)2, Sn (Ac)4, Cu (NO3)2, Zn (NO3) 2和Sn (NO3) 4中的任意一種以上；所述可溶性硫化物至少選自Na2S和K2S中的任意一種以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的銅鋅錫硫墨水的制備方法，其特征在于，所述可溶性金屬鹽溶液和可溶性硫化物溶液的濃度為O. I mmol/Π. O mol/L，且在該兩者形成的混合反應(yīng)溶液中，可溶性金屬鹽與S的摩爾比為O. f 10。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的銅鋅錫硫墨水的制備方法，其特征在于，該方法中對(duì)金屬硫化物前驅(qū)體進(jìn)行濕法球磨時(shí)，是以水和/或乙醇作為分散介質(zhì)，并使用瑪瑙球或ZrO2磨球進(jìn)行球磨；并且，該濕法球磨的工藝條件為金屬硫化物前驅(qū)體中所含CuxS、ZnS、SnS2或SnS的摩爾比為I. 8 2. 2 Γ . 2 Γ . 2， 金屬硫化物前驅(qū)體與分散介質(zhì)的體積比為I :1(Γ30 ；球磨轉(zhuǎn)速為400 800 rpm，球磨時(shí)間為:TlOO h。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的銅鋅錫硫墨水的制備方法，其特征在于，該方法中在將金屬硫化物前驅(qū)體通過(guò)濕法球磨形成均勻混合物后，還對(duì)該均勻混合物進(jìn)行了真空干燥和冷靜壓處理形成壓片，其中，保壓時(shí)間為f 10 min。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的銅鋅錫硫墨水的制備方法，其特征在于，該方法中對(duì)經(jīng)濕法球磨處理后的金屬硫化物前驅(qū)體進(jìn)行真空或惰性氣體下固相燒結(jié)的工藝條件具體為燒結(jié)溫度400 700 °C，保溫時(shí)間I 20 h，并且，所得目標(biāo)產(chǎn)物Cu2ZnSnS4的晶粒尺寸為O. I 5 μ m。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的銅鋅錫硫墨水的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑至少選自乙醇，甲醇，丙醇，丁醇，叔丁醇，異丙醇，異戊醇和正丁醇中的任意一種以上；所述表面活性劑至少選自聚乙烯吡咯烷酮，十二烷基苯磺酸鈉，十二烷基磺酸鈉，十六燒基三甲基溴化銨，丁二酸(-2-乙基)己酯磺酸鈉，Hydropalat 5040和Hydropalat 3275 中的任意一種以上。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的銅鋅錫硫墨水的制備方法，其特征在于，所述Cu2ZnSnS4墨水中的顆粒尺寸為O. Γ5 μ m0
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種銅鋅錫硫(Cu2ZnSnS4,CZTS)墨水的制備方法。該方法優(yōu)選為采用薄膜分散技術(shù)原位沉積合成Cu，Zn，Sn的硫化物作為制備Cu2ZnSnS4的前驅(qū)體；硫化物前驅(qū)體在真空或惰性氣氛下燒結(jié)得到Cu2ZnSnS4塊體；在分散劑的輔助下，將Cu2ZnSnS4塊體在球磨罐中機(jī)械粉碎得到分散均勻，穩(wěn)定性高的Cu2ZnSnS4墨水。本發(fā)明采用薄膜分散法來(lái)制備高質(zhì)量的Cu2ZnSnS4材料前驅(qū)體，燒結(jié)溫度低，設(shè)備要求簡(jiǎn)單，產(chǎn)率高，適用于規(guī)模化生產(chǎn)，且所得墨水可以用于低成本，大面積化生產(chǎn)Cu2ZnSnS4薄膜太陽(yáng)能電池及其它光電器件。
文檔編號(hào)C09D11/02GK102585588SQ201210041120
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月23日
發(fā)明者呂文輝, 李冬松, 陳立桅, 馬昌期, 駱群 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所