本發(fā)明涉及量子點，具體涉及一種zncuinsexs2-x或znsnycuins2量子點、組合物及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、從刀耕火種的原始社會到現(xiàn)在經(jīng)濟快速發(fā)展的工業(yè)社會，人均每天的能源消耗經(jīng)歷了指?數(shù)級的增長。隨著全球能源消耗的快速增長，這些不可再生能源無法得到有效補償，世界面臨著嚴峻的能源枯竭、環(huán)境污染和全球變暖等問題。因此，開發(fā)可持續(xù)發(fā)展能源（如太陽?能、風能、水能和潮汐能等）已迫在眉睫。與風能、水能相比，太陽能具有儲量大、取用方便，不易受地理環(huán)境影響等優(yōu)點。研究人員發(fā)現(xiàn)，地球表面一小時吸收的太陽能可以供全世界的人類使用一年。因此，如何合理高效地開發(fā)利用太陽能對人類的未來發(fā)展是非常重要的。將太陽能轉(zhuǎn)換為電能、熱能、燃料氣體和生物質(zhì)能的技術(shù)已經(jīng)被廣泛的開發(fā)利用，雖然目前的太陽能前景廣闊，但其較高的成本和較低的效率給大規(guī)模應(yīng)用太陽能帶來了巨大挑戰(zhàn)。因此，如何設(shè)計出能夠有效地收集、傳輸和存儲太陽能的低成本系統(tǒng)已經(jīng)成為最引人注目的問題之一。

2、根據(jù)效率和成本的演變情況，太陽能電池主要經(jīng)歷了三代發(fā)展歷程：第一代是以單晶、多晶和非晶硅太陽能電池為代表的無機固態(tài)電池。第一代太陽能電池因其具有效率高、穩(wěn)定性好的優(yōu)點已經(jīng)走向市場，但是制備硅電池的原材料價格昂貴，生產(chǎn)過程會產(chǎn)生有害物質(zhì)，且能量轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)趨于理論值，這些缺點限制了第一代太陽能電池的發(fā)展。第二代太陽能電池被稱為薄膜太陽能電池。薄膜太陽能電池的制造可以使用不同的技術(shù)，如氣相沉積、?電化學沉積、磁控濺射和印刷等，這些技術(shù)與第一代太陽能電池的制造工藝和成本相比要簡單得多。然而，因其有毒元素含量高、轉(zhuǎn)換效率較低和成本較高等因素導(dǎo)致了第二代太陽能電池發(fā)展緩慢。第三代太陽能電池是基于新興光伏技術(shù)的敏化太陽能電池，該類電池具有理?論效率高、制備工藝簡單、綠色環(huán)保等優(yōu)點。第三代太陽能電池得到了更多科研人員的?關(guān)注并處于快速發(fā)展的階段。

3、量子點由于其獨特的性質(zhì)，例如：量子限域效應(yīng)、可見光吸收好、豐富的表面活性位點、多激子效應(yīng)等。這使得量子點成為最具吸引力的材料之一，被廣泛應(yīng)用于催化、傳感、太陽能電池、成像和醫(yī)學等領(lǐng)域。目前以zncuins2和zncuinse2為代表的四元量子點已經(jīng)被科研人員廣泛研究。zncuins2相對于zncuinse2具有較高的導(dǎo)帶邊緣，光生電子具有較強的驅(qū)動力注入光陽極，但是因為帶隙較大導(dǎo)致吸光范圍變窄，削弱了對太陽光的捕獲能力，由此可以看出，單一陰離子組分或單一陽離子組分的量子點不能同時滿足在捕光效率、電子注入效率和電荷收集效率等關(guān)鍵性能方面的要求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)不足，提供一種zncuinsexs2-x或znsnycuins2量子點、組合物及其制備方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中的量子點光學帶隙較寬的技術(shù)問題。

2、針對上述問題，我們首先采用熱注入法制備了基于i-iii-vi族量子點的zncuinsexs2-x五元量子點和znsnycuins2五元量子點。

3、為達到上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案提供一種zncuinsexs2-x或者znsnycuins2量子點的制備方法，包括以下步驟：

4、將zn源前驅(qū)體溶液、in(oac)3、cui、油胺和十八烯ode混合，抽真空加熱至55-65℃，之后在氮氣氛圍下加熱至95-100℃并保溫，之后再次抽真空并在氮氣氛圍下將反應(yīng)體系繼續(xù)加熱，之后升溫至160-170℃并注入se/s離子混合物或者sn/s離子混合物進行反應(yīng)，之后降溫到80-90℃后加入石油醚得到zncuinsexs2-x量子點或者znsnycuins2量子點。

5、在任意實施方式中，所述zn源前驅(qū)體溶液由以下步驟制得：

6、將zn(oac)2、十八烯和油胺混合加熱至55-60℃抽真空，之后加熱至120℃-130℃并持續(xù)通入氮氣加熱得到所述zn源前驅(qū)體溶液。

7、在任意實施方式中，在120-130℃下持續(xù)通氮氣加熱的時間為5-8min。

8、在任意實施方式中，所述se/s離子混合物或者所述sn/s離子混合物由以下步驟制得：

9、將s粉和油胺混合加熱至55-60℃抽真空，之后加熱至80℃-90℃持續(xù)通入氮氣并保持加熱得到s源前驅(qū)體溶液；

10、將se粉、二苯基膦和油胺混合并水浴加熱得到se源前驅(qū)體溶液；或者，將sncl4·5h2o和油胺混合，加熱至55-60℃進行抽真空脫氣處理，之后繼續(xù)加熱至120-130℃并持續(xù)通入氮氣加熱5?-10min，待充分溶解后進行抽真空脫氣處理得到sn源前驅(qū)體溶液；

11、將所述s源前驅(qū)體溶液與所述se源前驅(qū)體溶液或者所述sn源前驅(qū)體溶液混合得到所述se/s離子混合物或者所述sn/s離子混合物。

12、在任意實施方式中，所述s源前驅(qū)體溶液中s的濃度為1-1.2mol/l；所述se源前驅(qū)體溶液或者所述sn源前驅(qū)體溶液中se的濃度或者sn的濃度為0.25-0.35mol/l。

13、在任意實施方式中，所述zn源前驅(qū)體溶液中zn的濃度為0.1-0.2mol/l。

14、在任意實施方式中，加熱至95-100℃并保溫3-10min。

15、在任意實施方式中，升溫至160-170℃并注入se/s離子混合物或者sn/s離子混合物進行反應(yīng)的時間為15-20min。

16、此外，本發(fā)明還提出一種zncuinsexs2-x或者znsnycuins2量子點，由上述制備方法制備得到。

17、在任意實施方式中，x的取值為0.4-1.6，y的取值為0.02-0.08。

18、本發(fā)明還提出一種量子點組合物，包括上述zncuinsexs2-x量子點和znsnycuins2量子點，所述zncuinsexs2-x量子點和所述znsnycuins2量子點的摩爾比為1:（0.4-0.6）；其中x=0.8，y=0.08。

19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果包括：本發(fā)明提出的zncuinsexs2-x或者znsnycuins2量子點的制備方法，包括以下步驟：將zn源前驅(qū)體溶液、in(oac)3、cui、油胺和十八烯ode混合，抽真空加熱至55-65℃，之后在氮氣氛圍下加熱至95-100℃并保溫，之后再次抽真空并在氮氣氛圍下將反應(yīng)體系繼續(xù)加熱，溫度升至160-170℃時注入se/s離子混合物或者sn/s離子混合物進行反應(yīng)，之后降溫到80-90℃后加入石油醚得到zncuinsexs2-x量子點或者znsnycuins2量子點。本發(fā)明的制備方法制得的量子點的帶隙窄，可低至2.41?ev。

技術(shù)特征：

1.一種zncuinsexs2-x或者znsnycuins2量子點的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的zncuinsexs2-x或者znsnycuins2量子點的制備方法，其特征在于，所述zn源前驅(qū)體溶液由以下步驟制得：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的zncuinsexs2-x或者znsnycuins2量子點的制備方法，其特征在于，在120-130℃下持續(xù)通氮氣加熱的時間為5-8min。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的zncuinsexs2-x或者znsnycuins2量子點的制備方法，其特征在于，所述se/s離子混合物或者所述sn/s離子混合物由以下步驟制得：

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的zncuinsexs2-x或者znsnycuins2量子點的制備方法，所述s源前驅(qū)體溶液中s的濃度為1-1.2mol/l；所述se源前驅(qū)體溶液或者所述sn源前驅(qū)體溶液中se的濃度或者sn的濃度為0.25-0.35mol/l。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的zncuinsexs2-x或者znsnycuins2量子點的制備方法，其特征在于，所述zn源前驅(qū)體溶液中zn的濃度為0.1-0.2mol/l。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的zncuinsexs2-x或者znsnycuins2量子點的制備方法，其特征在于，加熱至95-100℃并保溫3-10min；和/或，升溫至160-170℃并注入se/s離子混合物或者sn/s離子混合物進行反應(yīng)的時間為15-20min。

8.一種zncuinsexs2-x或者znsnycuins2量子點，其特征在于，由權(quán)利要求1-7任一項所述的制備方法制備得到。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的zncuinsexs2-x或者znsnycuins2量子點，其特征在于，x的取值為0.4-1.6，y的取值為0.02-0.08。

10.一種量子點組合物，其特征在于，包括權(quán)利要求8-9任一項所述的zncuinsexs2-x量子點和znsnycuins2量子點，所述zncuinsexs2-x量子點和所述znsnycuins2量子點的摩爾比為1:（0.4-0.6）；其中x=0.8，y=0.08。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種ZnCuInSexS2?x或ZnSnyCuInS2量子點、組合物及其制備方法，屬于量子點技術(shù)領(lǐng)域。該ZnCuInSexS2?x或者ZnSnyCuInS2量子點的制備方法，包括：將Zn源前驅(qū)體溶液、In(OAc)3、CuI、油胺和十八烯混合，抽真空加熱至55?65℃，溫度升至160?170℃時注入Se/S離子混合物或者Sn/S離子混合物進行反應(yīng)，之后降溫到80?90℃后加入石油醚得到ZnCuInSexS2?x量子點或者ZnSnyCuInS2量子點。本發(fā)明還包括上述制備方法制得的量子點。本發(fā)明還提出一種組合物，包括上述兩種量子點。本發(fā)明的制備方法制得的量子點的帶隙窄。

技術(shù)研發(fā)人員：華宇鵬,鄭子龍,馬玉凱,王延來,范文亮,姚海燕
受保護的技術(shù)使用者：鄂爾多斯應(yīng)用技術(shù)學院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10