一種直接生長法合成CdSe/P3HT復(fù)合納米晶的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及聚合物太陽能光伏電池材料制備領(lǐng)域領(lǐng)域，具體為一種直接生長法合成CdSe/P3HT復(fù)合納米晶的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]無機(jī)-有機(jī)半導(dǎo)體納米晶雜化共混體系制備的有機(jī)-無機(jī)雜化太陽能電池既有有機(jī)電池的優(yōu)點(diǎn)，又有無機(jī)半導(dǎo)體的很多優(yōu)良性能，具有良好的發(fā)展前景，因此成為科學(xué)家們研究的熱點(diǎn)。目前用于聚合物太陽能電池的CdSe納米晶大多采用TOPO法(有機(jī)液相合成法的一種)制備。該法制備的納米晶有好的形貌和結(jié)晶度，但反應(yīng)條件苛刻，需要使用含膦溶劑TOPO和前驅(qū)體Τ0Ρ，反應(yīng)后難以去除，影響光電轉(zhuǎn)換效率，且制備成本高，對環(huán)境不友好。
[0003]因此近年來有少量研究報(bào)道采用一步生長法制備無機(jī)/有機(jī)復(fù)合納米晶。一步生長法也叫直接生長法或原位生長法，該法無需采用TOP為前驅(qū)體，也無需TOPO做溶劑，因此操作條件簡便，且環(huán)境友好，成本低，但是目前一步生長法制備無機(jī)/有機(jī)復(fù)合納米晶的反應(yīng)溫度居高不下是困擾有機(jī)金屬液相法制備CdE (E = S，Se，Te)半導(dǎo)體納米晶的一大難題，盡管文獻(xiàn)中曾有過一些有益的探索但所用的前驅(qū)體來源極其有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)中采用TOPO法制備法CdSe/P3HT復(fù)合納米晶反應(yīng)條件苛刻、制備成本高，對環(huán)境不友好，而一步生長法制備時(shí)反應(yīng)溫度過高的缺陷，提供一種直接生長法合成CdSe/P3HT復(fù)合納米晶的方法。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案:
[0006]—種直接生長法合成CdSe/P3HT復(fù)合納米晶的方法，包括以下幾個(gè)步驟:
[0007]I)、將聚合物P3HT 6重量份、Se粉79?395重量份，硬脂酸鎘340?680重量份，三氯苯I體積份、ODE15體積份，倒入反應(yīng)釜中充分?jǐn)嚢?，?40?240°C下反應(yīng)5?25h ;
[0008]其中，重量份和體積份的對應(yīng)關(guān)系為:I克重量對應(yīng)I升體積；
[0009]2)、冷卻，加入丙酮洗滌，沉淀，離心，3000r的條件下，離心分離5?10分鐘，棄去上清液，將沉淀用過量正己烷溶解，洗滌干燥后即得所述的CdSe/P3HT復(fù)合納米晶。
[0010]優(yōu)選的，所述硬脂酸鎘與Se粉的摩爾比為1: 1，反應(yīng)溫度為180°C，反應(yīng)時(shí)間為15h，
[0011]進(jìn)一步的，步驟2)中的清洗方式是超聲清洗20分鐘。
[0012]CdSe超結(jié)構(gòu)雜化納米晶尺寸為，平均為5.3nm。
[0013]本發(fā)明采用直接生長法合成CdSe/P3HT復(fù)合納米晶，將反應(yīng)溫度顯著降低，非常有利于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的實(shí)施，生成的CdSe/P3HT納米晶為零維納米微球結(jié)構(gòu)，尺寸約為5?20nm，平均約5.3nm，其尺寸與形貌分布很均勻，排列整齊，具有較好的光電轉(zhuǎn)化效率和較好的熱穩(wěn)定性，分解溫度在210°C以上，而且本方法的反應(yīng)體系中不使用具有強(qiáng)毒性、價(jià)格昂貴的有機(jī)膦化合物，在提倡“綠色化學(xué)”的今天，這種更為環(huán)保的方法具有現(xiàn)實(shí)意義。
【附圖說明】
[0014]附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0015]圖1 是 CdSe/P3HT 的 DSC 曲線圖；
[0016]圖2 是 CdSe/P3HT 的 XRD 表征；
[0017]圖3是CdSe/P3HT的形貌表征。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0019]實(shí)施例1
[0020]一種直接生長法合成CdSe/P3HT復(fù)合納米晶的方法，包括以下幾個(gè)步驟:
[0021]I)、將聚合物P3HT 6g.Se粉79g，硬脂酸鎘340g，三氯苯1L、0DE 15L，倒入反應(yīng)釜中充分?jǐn)嚢?，?40°C下反應(yīng)25h ;
[0022]2)、冷卻，加入丙酮洗滌，沉淀，離心，3000r的條件下，離心分離5?10分鐘，棄去上清液，將沉淀用過量正己烷溶解，洗滌干燥后即得所述的CdSe/P3HT復(fù)合納米晶。
[0023]CdSe超結(jié)構(gòu)雜化納米晶尺寸為，平均為20nm左右。
[0024]實(shí)施例2
[0025]—種直接生長法合成CdSe/P3HT復(fù)合納米晶的方法，包括以下幾個(gè)步驟:
[0026]I)、將聚合物P3HT 6g、Se粉395g，硬脂酸鎘340g，三氯苯1L、ODE 15L，倒入反應(yīng)釜中充分?jǐn)嚢?，?80°C下反應(yīng)15b
[0027]2)、冷卻，加入丙酮洗滌，沉淀，離心，3000r的條件下，離心分離5?10分鐘，棄去上清液，將沉淀用過量正己烷溶解，洗滌干燥后即得所述的CdSe/P3HT復(fù)合納米晶。
[0028]CdSe超結(jié)構(gòu)雜化納米晶尺寸為，平均為5.3nm。
[0029]實(shí)施例3
[0030]一種直接生長法合成CdSe/P3HT復(fù)合納米晶的方法，包括以下幾個(gè)步驟:
[0031]I)、將聚合物P3HT 6g.Se粉395g，硬脂酸鎘680g，三氯苯1L、0DE 15L，，倒入反應(yīng)釜中充分?jǐn)嚢?，?40 °C下反應(yīng)5h ；
[0032]2)、冷卻，加入丙酮洗滌，沉淀，離心，3000r的條件下，離心分離5?10分鐘，棄去上清液，將沉淀用過量正己烷溶解，洗滌干燥后即得所述的CdSe/P3HT復(fù)合納米晶。
[0033]CdSe超結(jié)構(gòu)雜化納米晶尺寸為，平均為5nm左右
[0034]圖1是CdSe/P3HT的DSC曲線圖，由圖1可以看出，CdSe/P3HT的分解過程包括兩個(gè)放熱峰，第一個(gè)放熱峰在210°C時(shí)熱流率開始增加，放熱速度增加，放出的熱量增大，在358°C時(shí)達(dá)到最大，第二個(gè)放熱峰始于450°C，峰頂溫度520°C。說明CdSe/P3HT復(fù)合材料較穩(wěn)定。
[0035]圖2是CdSe/P3HT的XRD表征；由圖2可以看出，與P3HT和CdSe相比，復(fù)合納米晶CdSe/P3HT的XRD譜圖中同時(shí)出現(xiàn)了二者的特征峰，說明復(fù)合后的納米晶仍然保持較好的結(jié)晶度。同時(shí)，根據(jù)復(fù)合納米晶的XRD圖譜上的(110)，(103)及(112)三個(gè)晶面的特征衍射峰，可推測出生成的產(chǎn)物是纖維鋅礦相(/六方晶系)結(jié)構(gòu)的CdSe納米晶。
[0036]圖3是CdSe/P3HT的形貌表征的TEM照片，圖3以看出，所生成的CdSe/P3HT納米晶為零維納米微球結(jié)構(gòu)，尺寸約為5.3nm，其尺寸與形貌分布很均勻，排列整齊。
[0037]最后應(yīng)說明的是:以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種直接生長法合成CdSe/P3HT復(fù)合納米晶的方法，其特征在于，包括以下幾個(gè)步驟: 1)、將聚合物P3HT6重量份，Se粉79?395重量份，硬脂酸鎘340?680重量份，三氯苯I體積份，ODE15體積份，倒入反應(yīng)釜中充分?jǐn)嚢?，?40?240°C下反應(yīng)5?25h ; 其中，重量份和體積份的對應(yīng)關(guān)系為:1克重量對應(yīng)I升體積； 2)、冷卻，加入丙酮洗滌，沉淀，離心，3000r的條件下，離心分離5?10分鐘，棄去上清液，將沉淀用過量正己烷溶解，洗滌干燥后即得所述的CdSe/P3HT復(fù)合納米晶。2.如權(quán)利要求1所述的一種直接生長法合成CdSe/P3HT復(fù)合納米晶的方法，其特征在于，所述硬脂酸鎘與Se粉的摩爾比為1:1。3.如權(quán)利要求1所述的一種直接生長法合成CdSe/P3HT復(fù)合納米晶的方法，其特征在于，所述步驟I)中的反應(yīng)溫度為180°C。4.如權(quán)利要求1所述的一種直接生長法合成CdSe/P3HT復(fù)合納米晶的方法，其特征在于，所述步驟I)中的反應(yīng)時(shí)間為15h。5.如權(quán)利要求1所述的一種直接生長法合成CdSe/P3HT復(fù)合納米晶的方法，其特征在于，所述步驟2)中的清洗方式是超聲清洗20分鐘。6.如權(quán)利要求1所述的一種直接生長法合成CdSe/P3HT復(fù)合納米晶的方法，其特征在于，所述WSe超結(jié)構(gòu)雜化納米晶尺寸為5?20nm。7.如權(quán)利要求1所述的一種直接生長法合成CdSe/P3HT復(fù)合納米晶的方法，其特征在于，所述OdSe超結(jié)構(gòu)雜化納米晶尺寸為5.3nm。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種直接生長法合成CdSe/P3HT復(fù)合納米晶的方法，將聚合物P3HT？6重量份、Se粉79～395重量份，硬脂酸鎘340～680重量份，三氯苯1體積份、ODE15體積份，倒入反應(yīng)釜中充分?jǐn)嚢?，?40～240℃下反應(yīng)5～25h；丙酮洗滌，沉淀，后用正己烷溶解，洗滌干燥后即得所述的CdSe/P3HT復(fù)合納米晶。本發(fā)明將反應(yīng)溫度顯著降低，非常有利于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的實(shí)施，生成的CdSe/P3HT納米晶為零維納米微球結(jié)構(gòu)，尺寸約為5～20nm，平均約5.3nm，其尺寸與形貌分布很均勻，排列整齊，具有較好的光電轉(zhuǎn)化效率和較好的熱穩(wěn)定性，分解溫度在210℃以上，而且反應(yīng)體系中不使用具有強(qiáng)毒性、價(jià)格昂貴的有機(jī)膦化合物，在提倡“綠色化學(xué)”的今天，這種更為環(huán)保的方法具有現(xiàn)實(shí)意義。
【IPC分類】C30B29/60, C30B29/54
【公開號】CN105200523
【申請?zhí)枴緾N201510555371
【發(fā)明人】吳瑞鳳, 施和平
【申請人】內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年8月28日