用于太阳能电池的金属硫化物/石墨烯/氧化锌复合材料的制备方法

文档序号:10698201阅读:980来源:国知局
用于太阳能电池的金属硫化物/石墨烯/氧化锌复合材料的制备方法
【专利摘要】本发明涉及用于太阳能电池的金属硫化物/石墨烯/氧化锌复合材料的制备方法,具体步骤为:1)惰性气氛保护下,将金属硫化物、石墨烯和引发剂均匀混合后,注入叔丁基锂溶液中,高温条件下搅拌;2)制备锂化后的金属硫化物/石墨烯粉末;3)制备金属硫化物/石墨烯的复合物;4)将氧化锌与金属硫化物/石墨烯的复合物混合于水中,搅拌,再静置陈化,得到悬浮液于温度为120~180℃条件下反应,然后将其中的固体分离出来,即得到目标物。本发明的优点在于:制备方法简便、催化性能优异,增大了石墨烯基电极材料的比电容量,寿命长,提高了石墨烯的电学性能,使其在超级电容器、太阳能电池等领域具有更广阔的应用前景。
【专利说明】
用于太阳能电池的金属硫化物/石墨烯/氧化锌复合材料的制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及用于太阳能电池的金属硫化物/石墨烯/氧化锌复合材料的制备方法。
【背景技术】
[0002]随着能源危机与环境危机的日益严峻,寻找经济、环保的燃料替代品迫在眉睫。太阳光作为资源丰富、分布广泛、环境友好、可持续利用的可再生资源而受到广泛关注,将太阳能转化为电能的有利转换引发了太阳能电池的研究热潮。而无机纳米半导体量子点复合材料因量子限域效应而在热、光、电和磁等方面表现出独特的优异性能,已引起研究者们极大的关注,并被广泛应用于能源、光电子和化工等诸多领域。
[0003]氧化锌(ZnO)作为典型的I1-1V族半导体材料,具有电子亲和势和迀移率高等特性。同时催化活性高,稳定性好的硫化物对电极的研究与实施为降低对电极成本提供了一条有效的途径。将两者材料与石墨烯复合,是我们新一代研究人员的新课题。

【发明内容】

[0004]本发明涉及用于太阳能电池的金属硫化物/石墨烯/氧化锌复合材料的制备方法。本发明技术制备方法简便、催化性能优异,增大了石墨烯基电极材料的比电容量,寿命长,提高了石墨烯的电学性能,使其在超级电容器、太阳能电池等领域具有更广阔的应用前景。
[0005]本发明的具体技术方案为:
[0006]用于太阳能电池的金属硫化物/石墨烯/氧化锌复合材料的制备方法,具体步骤如下:
[0007]I)在惰性气氛的保护下,将金属硫化物、石墨烯和引发剂均匀混合后,注入叔丁基锂溶液中,高温条件下搅拌10?18h ;
[0008]2)将步骤I)所得反应产物过滤,得到锂化后的金属硫化物/石墨烯粉末;
[0009]3)将步骤2)所得金属硫化物/石墨烯的复合物用还原剂进行还原,然后分离出金属硫化物/石墨烯的复合物;
[0010]4)将氧化锌与金属硫化物/石墨烯的复合物混合于水中,分散并搅拌3?6h后,向其中边搅拌边滴加浓氨水,滴加完成后,继续搅拌5?6h,再静置陈化8?24h,得到悬浮液;再将所得到的悬浮液在氮气或惰性气体保护下,于温度为120?180°C条件下反应I?6h,然后将其中的固体分离出来,即得到金属硫化物/石墨烯/氧化锌复合材料。
[0011]所述的金属硫化物与石墨烯的质量比为:20: I?30。述的硫化物与叔丁基锂的质量比为:1: 5?50。所述的金属硫化物为:MoS2、WS^SnS2<^;f述的引发剂为(NH4)2S20s、K2Cr2O7, K13, FeCl3, FeCl4, H202、Ce (SO4)2, MnO2、过氧化苯甲酰中的一种。所述惰性气体为氩气。所述步骤4)中的浓氨水中氨与氧化锌的摩尔比为I?5: 10
[0012]同现有技术相比,本发明的优点在于:制备方法简便、催化性能优异,增大了石墨稀基电极材料的比电容量,寿命长,提尚了石墨稀的电学性能,使其在超级电容器、太阳能电池等领域具有更广阔的应用前景。
【具体实施方式】
[0013]结合具体实施例,对其技术方案作进一步的我阐述,
[0014]实施例1:
[0015]I)在惰性气氛的保护下,将5g金属硫化物、Sg石墨烯和0.0lg引发剂均匀混合后,注入50ml的叔丁基锂溶液中,高温条件下搅拌1h ;
[0016]2)将步骤I)所得反应产物过滤,得到锂化后的金属硫化物/石墨烯粉末;
[0017]3)将步骤2)所得金属硫化物/石墨烯的复合物用还原剂进行还原,然后分离出金属硫化物/石墨烯的复合物;
[0018]4)将氧化锌与金属硫化物/石墨烯的复合物混合于80ml水中,分散并搅拌3h后,向其中边搅拌边滴加浓氨水,滴加完成后,继续搅拌5h,再静置陈化8h,得到悬浮液;再将所得到的悬浮液在氮气或惰性气体保护下,于温度为120°C条件下反应lh,然后将其中的固体分离出来,即得到金属硫化物/石墨烯/氧化锌复合材料,记为复合材料I。
[0019]实施例2:
[0020]I)在惰性气氛的保护下,将1g金属硫化物、16g石墨烯和0.02g引发剂均匀混合后,注入50ml的叔丁基锂溶液中,高温条件下搅拌18h ;
[0021]2)将步骤I)所得反应产物过滤,得到锂化后的金属硫化物/石墨烯粉末;
[0022]3)将步骤2)所得金属硫化物/石墨烯的复合物用还原剂进行还原,然后分离出金属硫化物/石墨烯的复合物;
[0023]4)将氧化锌与金属硫化物/石墨烯的复合物混合于80ml水中,分散并搅拌6h后,向其中边搅拌边滴加浓氨水,滴加完成后,继续搅拌6h,再静置陈化24h,得到悬浮液;再将所得到的悬浮液在氮气或惰性气体保护下,于温度为180°C条件下反应6h,然后将其中的固体分离出来,即得到金属硫化物/石墨烯/氧化锌复合材料。记为复合材料2。
[0024]通过将本发明制备的金属硫化物/石墨烯/氧化锌复合材料作为电极材料进行性能对比测试试验,得出以下结论'2号复合材料的各项性能均优于I号复合材料,2号复合材料可以广泛应用与太阳能电池的电极制作的原材料中。
【主权项】
1.用于太阳能电池的金属硫化物/石墨稀/氧化锌复合材料的制备方法,其特征在于,具体步骤如下: 1)在惰性气氛的保护下,将金属硫化物、石墨烯和引发剂均匀混合后,注入叔丁基锂溶液中,高温条件下搅拌10?18h ; 2)将步骤I)所得反应产物过滤,得到锂化后的金属硫化物/石墨烯粉末; 3)将步骤2)所得金属硫化物/石墨烯的复合物用还原剂进行还原,然后分离出金属硫化物/石墨烯的复合物; 4)将氧化锌与金属硫化物/石墨烯的复合物混合于水中,分散并搅拌3?6h后,向其中边搅拌边滴加浓氨水,滴加完成后,继续搅拌5?6h,再静置陈化8?24h,得到悬浮液;再将所得到的悬浮液在氮气或惰性气体保护下,于温度为120?180°C条件下反应I?6h,然后将其中的固体分离出来,即得到金属硫化物/石墨烯/氧化锌复合材料。2.根据权利要求1所述的用于太阳能电池的金属硫化物/石墨烯/氧化锌复合材料的制备方法,其特征在于:所述金属硫化物与石墨烯的质量比为:20: I?30。3.根据权利要求1所述的用于太阳能电池的金属硫化物/石墨烯/氧化锌复合材料的制备方法,其特征在于:所述的硫化物与叔丁基锂的质量比为:1: 5?60。4.根据权利要求1所述的用于太阳能电池的金属硫化物/石墨烯/氧化锌复合材料的制备方法,其特征在于:所述的金属硫化物为:MoS2、WS2S SnS 2。5.根据权利要求1所述的用于太阳能电池的金属硫化物/石墨烯/氧化锌复合材料的制备方法,其特征在于:所述的引发剂为(NH4)2S20s、K2Cr2O^ K13, FeCl3, FeCl4, H202、Ce (SO4)2N MnO2、过氧化苯甲酰中的一种。6.根据权利要求1所述的用于太阳能电池的金属硫化物/石墨烯/氧化锌复合材料的制备方法,其特征在于:所述惰性气体为氩气。7.根据权利要求1所述的用于太阳能电池的金属硫化物/石墨烯/氧化锌复合材料的制备方法,其特征在于:所述步骤4)中的浓氨水中氨与氧化锌的摩尔比为I?5:1。
【文档编号】B82Y40/00GK106067486SQ201410602950
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2014年10月30日 公开号201410602950.1, CN 106067486 A, CN 106067486A, CN 201410602950, CN-A-106067486, CN106067486 A, CN106067486A, CN201410602950, CN201410602950.1
【发明人】郑伟娜
【申请人】西安亚岱新能源科技有限公司
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