[发明专利]一种硒化锑微米单晶颗粒的制备方法

说明书

本发明公开了一种硒化锑微米单晶颗粒的制备方法，以单质锑、单质硒和助熔剂研磨混合，真空封装在石英反应容器中600～750℃下保持48～120h，对石英反应容器快速降温；取出样品，洗涤、干燥后即得硒化锑单晶颗粒；所制备单晶颗粒的大小可以利用再结晶温度和时间来调控，颗粒的成分可以通过前驱体中各元素的摩尔比在一定范围内有效的调配，所制备得到的单晶颗粒均匀、大小可控，性能优于传统方法制备得到的单晶颗粒。

技术领域

本发明涉及半导体光电材料与器件技术领域，更具体地，涉及一种硒化锑微米单晶颗粒的制备方法。

背景技术

太阳能电池一直以来都是一个研究热点，当前的化合物薄膜电池主要有碲化镉（CdTe）和铜铟镓硒（CIGS）太阳能电池，这两种电池因所含部分元素有剧毒且也有部分元素资源稀缺，价格昂贵，难以大范围的应用；而近些年兴起的铜锌锡硫（CZTS）基太阳能电池利用储量大、价格低廉的Zn和Sn代替CIGS中的In，并取得了12.7%的光电转换效率记录，但CZTS和CIGS一样同为多元体系，热力学稳定区间小，组分和晶格缺陷的控制过于复杂，导致材料中杂质和缺陷过多，效率的进一步提升困难。相比于上述几种材料，硒化锑（Sb2Se3）是一种二元单相化合物，由于其原料储量大、毒性低、价格便宜，能带宽度合适（～1.15eV），吸光系数大（>105cm-1），晶体生长温度低，非常适合制作新型低成本低毒的太阳能电池。

目前，国内国际都已经有关于Sb2Se3材料在太阳能电池方面的应用，Sb2Se3的制备主要有溶液热注法、溶剂热法、水热法、电沉积法、热喷涂法等工艺，且以制备纳米管、纳米线、和纳米薄膜为主，而Sb2Se3的大颗粒单晶制备仍然是个技术难题；在制备太阳能电池时，单晶电池的性能又比薄膜电池的性能更好，但是，传统的单晶生长技术（气相传输技术、熔融技术）很难生长出符合太阳能电池吸收层性能要求的大尺寸单晶。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有制备大尺寸Sb2Se3颗粒所存在的上述缺陷，提供一种Sb2Se3微米单晶颗粒的制备方法。

本发明的第二个目的是提供上述制备方法得到的Sb2Se3微米单晶颗粒。

本发明的第三个目的是提供含有上述Sb2Se3单晶颗粒的太阳能电池。

本发明的第四个目的是提供上述Sb2Se3单晶颗粒在制备太阳能电池方面的应用。

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现的：

1. 一种硒化锑微米单晶颗粒的制备方法，包括以下步骤：

S1. 将反应原料单质锑、单质硒按一定比例混合，加入助熔剂，研磨混合均匀配制成前驱体；

S2. 将前驱体装入石英反应容器中，抽真空或通入惰性气体后并密封石英反应容器；