本技术涉及一种新型纳米棒状Cu1.8S材料及其制备工艺和应用。该技术通过将抗坏血酸引入铜离子溶液,并添加Na,实现了纳米棒状Cu1.8S材料的高效合成。该材料因其独特的物理化学性质,在多个领域展现出广泛的应用潜力。
背景技术
铜硫化物(Cu2-x
S)因其在光伏电池中的重要应用备受关注。通过调节其化学计量比,Cu2-x
S能够改变带隙和结构。其化学计量因子(2-x)在1至2之间变化,涵盖从富铜的辉铜矿(Cu2
S)到贫铜的蓝铜矿(CuS),中间相则包括杜尔硫铜矿(Cu1.97
S)、斑铜矿(Cu1.8
S)和安硫铜矿(Cu1.4
S)等。这类Cu2-x
S纳米晶体由于晶格中的铜空位,具备p型半导体特性,是其广泛应用于光电器件的主要原因。
研究表明,Cu2-x
S的带隙随化学计量比变化呈现依赖性:随着x值增大,铜硫化物的带隙逐渐增大,辉铜矿(Cu2
S)的带隙为1.2eV,斑铜矿(Cu1.8
S)为1.5eV,而蓝铜矿(CuS)则达到2.0eV。通过精确控制Cu2-x
S的成分,可以优化其光电性能。
此外,硫化铜材料的晶体形貌(如纳米线、纳米片、纳米棒等)显著影响其光电子传输性能。更大的表面积有助于提高光吸收效率,而特定形貌则有利于光电子和空穴的高效传输和分离。因此,调控硫化铜的形貌不仅能增强其光吸收能力,还能优化光生电子的迁移路径,提升整体光电子性能。
然而,目前同时满足化学计量比控制与晶体形貌设计的合成方法仍然有限。现有技术常存在步骤复杂、控制精度不足和产物纯度低等问题。针对这一挑战,本发明提出了一种在常温条件下简便的Cu1.8S纳米棒定向合成技术,以实现高效、可控的材料制备。
实现思路