黃銅礦型化合物的制造方法技術

本發明專利技術公開了一種黃銅礦型化合物的制造方法，包括：在反應溫度及反應壓力下，將反應混合物在溶劑中進行反應，從而生成黃銅礦型化合物。其中，該反應溫度為130℃至280℃，該反應壓力是大于3kg/cm2。該反應混合物包含至少一種第一化合物及至少一種第二化合物，該第一化合物包括M1及A，該第二化合物包括M2及A，M1選自Cu、Au、Ag、Na、Li或K，M2選自In、Ga、Al、Ti、Zn、Cd、Sn、Mg或它們的組合，A選自S、Se、Te或它們的組合。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術公開了一種，包括：在反應溫度及反應壓力下，將反應混合物在溶劑中進行反應，從而生成黃銅礦型化合物。其中，該反應溫度為130℃至280℃，該反應壓力是大于3kg/cm2。該反應混合物包含至少一種第一化合物及至少一種第二化合物，該第一化合物包括M1及A，該第二化合物包括M2及A，M1選自Cu、Au、Ag、Na、Li或K，M2選自In、Ga、Al、Ti、Zn、Cd、Sn、Mg或它們的組合，A選自S、Se、Te或它們的組合。【專利說明】
本專利技術涉及一種，特別是指將反應混合物在溶劑中并在高溫及高壓環境下進行反應，從而生成黃銅礦型化合物的黃銅礦型化合物制造方法。
技術介紹
黃銅礦型化合物，例如:CuInSe2、CudnxGa1J(SeyS2_y)及 Cu(InxAVx) (SeyS2_y)，因其高光電效率及低成本而適用制造太陽能電池的半導體吸收層(semiconductorabsorption layer)。然而,黃銅礦型化合物中的雜質含量,例如碳含量,對黃銅礦型化合物的光電效率有顯著的負面影響。因此，制造雜質含量低的黃銅礦型化合物是有必要的。Bin Li 等人在 Adv.Mater.，1999，11，N0.17，1456-1459 中公開一種用于制造CuInSe2納米材料(nano-materials)的溶劑熱合成方法(solvothermalsynthesismethod)。該方法涉及將包含CuCl2.2H20、InCl3.4H20及Se粉末的混合物在乙二胺溶劑中，于180°C下反應15小時，從而形成沉淀物。再用包含水及乙醇的水溶液清洗該沉淀物，從而自該沉淀物中移除副產物，接著，再進行干燥以便形成具有黃銅礦相結構的黃銅礦型化合物。但用此方法形成的黃銅礦型化合物的碳雜質含量很高。 美國專利第7，591，990號揭示一種如式M3M1A2所示的，其中，M1選自Al3+、Ga3+、In3+等，M3選自Cu+、Ag+等，A選自S、Se及Te。該方法包括將式M3X所示化合物與式M2M1A2所示化合物在配位溶劑(coordinating solvent)中反應,用于形成式M3M1A2所示的黃銅礦型化合物，其中，X是鹵素原子，M2是Li+、Na+、K+等。前述方法需制備三元化合物M2M1A2用作起始原料，而與制備二元化合物相比，制備三元化合物更復雜。此外，用此方法形成的黃銅礦型化合物的產物也有較高雜質含量。實驗結果顯示，用此方法形成的黃銅礦型化合物具有約4.3wt%的碳雜質含量。本專利技術人也曾就提出專利申請，如美國專利公開案第2012/0189533號。此專利公開案的方法包括將反應混合物在溶劑中，在回流條件下進行反應，用于形成該黃銅礦型化合物。該反應混合物包含至少一種第一化合物及至少一種第二化合物。該第一化合物包括M1及A。該第二化合物包括M2及A。該M1選自Cu、Au、Ag、Na、Li或K，該M2選自In、Ga、Al、T1、Zn、Cd、Sn、Mg或它們的組合，及該A選自S、Se、Te或它們的組合。因此，本領域急需操作簡便、所得產物中碳雜質含量低的黃銅礦型化合物制備方法。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供能克服至少一種前述現有技術的缺點的黃銅礦型化合物制造方法。本專利技術的黃銅礦型化合物制造方法包括:在反應溫度及反應壓力下，將反應混合物在溶劑中反應，用于生成黃銅礦型化合物。該反應溫度為130°C至280°C，該反應壓力是大于3kg/cm2。該反應混合物包含至少一種第一化合物及至少一種第二化合物。該第一化合物包括M1及A，該第二化合物包括M2 Rh。該M1選自Cu、Au、Ag、Na、Li或K，該M2選自In、Ga、Al、T1、Zn、Cd、Sn、Mg或它們的組合，及該A選自S、Se、Te或它們的組合。本專利技術的黃銅礦型化合物制造方法，其中，該反應溫度為135°C至210°C，該反應壓力為 4kg/cm2 至 20kg/cm2。本專利技術的黃銅礦型化合物制造方法，所述方法還包括通過在溶劑中，將包含M2的化學物質與粉末材料在回流條件下反應來制備該第二化合物，該粉末材料選自S、Se、Te或它們的組合。本專利技術的黃銅礦型化合物制造方法，其中，該溶劑選自烷基胺、二甲基甲酰胺、氮-甲基四氫吡咯酮、二甲基亞砜、油胺、甘油或乙二醇。本專利技術的黃銅礦型化合物制造方法，其中，該溶劑是乙二胺。本專利技術的黃銅礦型化合物制造方法，所述方法還包括通過在溶劑中，將包含M1的化學物質與粉末材料在回流條件下反應來制備該第一化合物，該粉末材料選自S、Se、Te或它們的組合。本專利技術的有益效果在于:本專利技術的黃銅礦型化合物制造方法通過將反應溫度控制在130°C至280°C及反應壓力控制在大于3kg/cm2，得到具有較低碳雜質含量的黃銅礦型化合物。【專利附圖】【附圖說明】圖1顯示了實施例1的最終產物的X射線衍射圖；圖2顯示了實施例2的最終產物的X射線衍射圖；圖3顯示了實施例3的最終產物的X射線衍射圖；圖4顯示了實施例4的最終產物的X射線衍射圖；圖5顯示了實施例5的最終產物的X射線衍射圖；圖6顯示了實施例6的最終產物的X射線衍射圖；圖7顯示了比較例I的最終產物的X射線衍射圖；圖8顯示了比較例2的最終產物的X射線衍射圖；圖9顯示了比較例3的最終產物的X射線衍射圖；圖10顯示了比較例4的最終產物的X射線衍射圖；圖11顯示了比較例5的最終產物的X射線衍射圖；圖12顯示了比較例6的最終產物的X射線衍射圖；和圖13顯示了比較例7的最終產物的X射線衍射圖。【具體實施方式】本專利技術的較佳實施例包括在封閉的反應器(圖未示)中，在反應溫度及反應壓力下將反應混合物在溶劑中進行反應，用于生成黃銅礦型化合物。該反應混合物包含至少一種第一化合物及至少一種第二化合物，該第一化合物是任何包含M1及A的化合物。該第二化合物是任何包含M2及A的化合物。M1選自Cu、Au、Ag、Na、Li或K，M2選自In、Ga、Al、T1、Zn、Cd、Sn、Mg或它們的組合，及A選自S、Se、Te或它們的組合。較佳地，該反應溫度為130°C至280°C，該反應壓力依據該反應溫度所定，較佳為大于3kg/cm2。更佳地,該反應溫度范圍為135?至21(TC,該反應壓力是4kg/cm2至20kg/cm2。該溶劑的較佳例子為烷基胺(alkylamines)、二甲基甲酰胺(dimethyl foramide,簡稱DMF)、氮-甲基四氫吡咯酮(N-methylpyrolidone,簡稱NMP)、二甲基亞諷(dimethylsulfoxide,簡稱DMS0)、油胺(oleylamine)、甘油或乙二醇。較佳地,該溶劑是烷基胺。更佳地，該溶劑是乙二胺。該方法的較佳實施例還包括在該第一及第二化合物的反應完成后過濾該反應混合物，用于得到該黃銅礦型化合物的粗濾餅，接著用含有水、乙醇及丙酮的洗滌液清洗該粗濾餅，并干燥該粗濾餅。較佳地，該第二化合物是通過在溶劑溶液中將包括M2及X的化學物質與粉末材料在回流條件下反應來制備。其中，X表示陰離子并選自鹵化物、硝酸根(no3 —)或硫酸根(SO42 —),該粉末材料選自S、Se、Te或它們的組合。在反應結束后過濾該反應混合物,得到該第二化合物的粗濾餅，接著用含有水、乙醇及丙酮的洗滌液清本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種黃銅礦型化合物的制造方法，其特征在于，所述方法包括：在反應溫度及反應壓力下，將反應混合物在溶劑中反應，用于生成黃銅礦型化合物，該反應混合物包含至少一種第一化合物及至少一種第二化合物，該第一化合物包括M1及A，該第二化合物包括M2及A，該M1選自Cu、Au、Ag、Na、Li或K，該M2選自In、Ga、Al、Ti、Zn、Cd、Sn、Mg或它們的組合，及該A選自S、Se、Te或它們的組合；該反應溫度范圍為130℃至280℃，該反應壓力大于3kg/cm2。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：任忠琦，周邦彥，李卓澔，袁文浩，黃久恭，邱俊憲，林作英，
申請(專利權)人：威奈聯合科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：中國臺灣;71