【摘要】 Cu2ZnSnS4 纳米颗粒是在低合成温度下通过简便且高产率的湿化学方法制备的[1]。

Cu2ZnSnS4 纳米颗粒是在低合成温度下通过简便且高产率的湿化学方法制备的[1]。为了去除有机残留物，合成之后在氮气气氛中在 250°C 下进行预退火程序。预退火样品的非原位 XRD 测量数据评估表明，合成粉末的衍射图案可以通过六方和无序立方 CZTS 结构的衍射很好地建模[2,3]。在不添加和添加硒粉的情况下，将 CZTS 纳米粒子在高达 550°C 的氮气气氛下退火，并原位记录衍射图作为温度的函数，以研究重结晶和硒化过程中的结构相变粉末。原位 XRD 测量显示纯 CZTS 和添加硒的结构相变为四方 CZTS 结构。随着硒的加入，通过衍射峰的移动和随后晶体结构晶格参数的细化，观察到加热过程中硫和硒之间的交换反应。通过简便的湿化学法合成的 CZTS 纳米粒子显示具有任一立方结构的无序阳离子排列具有六角缺陷或混合立方和六角。在不添加和添加硒粉的情况下加热 CZTS 纳米粒子期间的原位衍射测量揭示了晶体结构的再结晶和四方有序。 CZTS 的重结晶开始于 383 ± 6 °C，CZTSSe 的重结晶开始于 355 ± 6 °C，而 CZTS 的四方有序开始于 526 ± 6 °C，CZTSSe 的四方有序开始于 468 ± 6 °C。硒的加入促进了重结晶和四方有序化，并使整个重结晶过程向低温方向移动。此外，随着硒的掺入，CZTS 的晶格参数 a 和 c 分别从 5.430 Å 和 10.831 Å 增加到 5.474 Å 和 11.035 Å。此外，已观察到 CZTS 中硫和硒之间的交换反应，晶胞尺寸随 Vegard 定律发生变化，硒含量似乎为 25%。正在进行一项后续研究，以调查硒添加量的定量影响。

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