一种四元硫化物半导体材料及其制备方法和用途
专利汇可以提供一种四元硫化物半导体材料及其制备方法和用途专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种四元硫化物 半导体 材料及其制备方法和用途。以 碱 金属化 合物、金属 铜 、二元 固溶体 硫化锑和单质硫为原料， 水 合肼和聚乙二醇为 溶剂 ，在120-190℃烘箱中反应4-9天，得到四元硫化物半导体材料。化学组成式为：RbCuSb2S4，属于单斜晶系，空间群是C12/c1，β＝105.75°，Z＝4， 能隙 为1.74eV。本方法具有操作过程简单，原料成本低，反应条件温和，合成 温度 低等优点。采用本方法得到的四元硫化物，产率可达到60％-90％，晶粒尺寸为150-300μm，化学纯度高，用于制备光学半导体器件。，下面是一种四元硫化物半导体材料及其制备方法和用途专利的具体信息内容。
1.一种四元硫化物半导体材料的制备方法，其特征在于，其化学组成式为：RbCuSb2S4，属于单斜晶系，空间群是C12/c1， β＝105.75°，Z＝4，
能隙为1.74eV。
2.一种如权利要求1所述的四元硫化物半导体材料的制备方法，其特征在于：以碱金属化合物氯化铷RbCl、金属铜、二元固溶体硫化锑Sb2S3和单质硫为原料，水合肼和聚乙二醇为溶剂，在120-190℃烘箱中反应4-9天，得到四元硫化物半导体材料。
3.如权利要求2所述的四元硫化物半导体材料的制备方法，其特征在于：碱金属化合物的添加量为1.0mmol，金属铜的添加量为2.0mmol，二元固溶体硫化锑的添加量为0.8mmol，单质硫的添加量为2.0mmol，水合肼的添加量为1.6mL，聚乙二醇的添加量为2.5mL，在170℃烘箱中反应7天。
4.一种如权利要求2所述方法制备的四元硫化物半导体材料的用途，其特征在于：用于制备光学半导体器件，光学半导体器件为太阳能电池过渡层材料。
一种四元硫化物半导体材料及其制备方法和用途
本申请为申请号为201510146636.1、申请日为2015年03月31日、发明名称为“一种四元硫化物半导体材料及其制备方法和用途”的发明专利的分案申请。
技术领域
背景技术
发明内容
将摩尔比为2:3的Sb和S装入石英管进行封管，再把密封的石英管放入马弗炉中，缓慢升温至560℃，并保温8小时，再自然冷却至室温，打开石英管将块状原料研磨成粉末备用。
图3为Cs2Cu2Sb2S5晶体的形貌图；
图4为KCu2SbS3晶体的EDX图谱，表明了K、Cu、Sb和S元素的存在及其含量；
图5为RbCuSb2S4晶体的EDX图谱，表明了Rb、Cu、Sb和S元素的存在及其含量；
图6为Cs2Cu2Sb2S5晶体的EDX图谱，表明了Cs、Cu、Sb和S元素的存在及其含量；
图7为KCu2SbS3的结构图；
图8为RbCuSb2S4的结构图；
图9为Cs2Cu2Sb2S5的结构图；
图10为AxCuySbzS(x+y+3z)/2的固态紫外可见漫反射光谱。
具体实施方式
将摩尔比为2:3的Sb和S装入石英管进行封管，再把密封的石英管放入马弗炉中，缓慢升温至560℃，并保温8小时，再自然冷却至室温，打开石英管将块状原料研磨成粉末备用。
晶体结构图如7所示。EDX元素分析表明晶体只含K、Cu、Sb、S四种元素，且各元素含量比与单晶衍射分析结果一致(见图4)。UV-vis图谱测得半导体材料能隙为1.41eV(见图10)。
2.5mL，将水热釜置于170℃下反应7天。产物分别用蒸馏水和无水乙醇洗涤2次，得到深红色棒状晶体，产率可达60％，晶粒尺寸为180-280μm(见图2)。经单晶X射线衍射分析，该晶体组成式为RbCuSb2S4，属于单斜晶系，空间群是C12/c1， β＝
105.75°，Z＝4， 晶体结构图如8所示。EDX元素分析表明晶体只含Rb、Cu、Sb、S四种元素，且各元素含量比与单晶衍射分析结果一致(见图5)。UV-vis图谱测得半导体材料能隙为1.74eV(见图10)。
3.0mL。将水热釜置于190℃下反应4天，产物分别用蒸馏水和乙醇洗涤2次，得到深红色块状晶体，产率可达72％，晶粒尺寸为170-300μm(见图3)。经单晶X射线衍射分析，该晶体组成式为Cs2Cu2Sb2S5，属于三斜晶系，空间群是P-1(2)， α＝
91.95°，β＝92.17°，γ＝101.86°，Z＝2， 晶体结构图如9所示。EDX元素分析表明晶体只含Cs、Cu、Sb、S四种元素，且各元素含量比与单晶衍射分析结果一致(见图6)。UV-vis图谱测得半导体材料能隙为1.95eV(见图10)。
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