JP2013533841A - セレン化物粉末と製造方法 - Google Patents
セレン化物粉末と製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013533841A JP2013533841A JP2013517292A JP2013517292A JP2013533841A JP 2013533841 A JP2013533841 A JP 2013533841A JP 2013517292 A JP2013517292 A JP 2013517292A JP 2013517292 A JP2013517292 A JP 2013517292A JP 2013533841 A JP2013533841 A JP 2013533841A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal
- oxygen
- powder
- selenide
- mixture
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 150000003346 selenoethers Chemical class 0.000 title claims abstract description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 239000011669 selenium Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 22
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 16
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000000976 ink Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000006072 paste Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000006213 oxygenation reaction Methods 0.000 claims abstract 2
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 2
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 8
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 2
- SPVXKVOXSXTJOY-UHFFFAOYSA-N selane Chemical compound [SeH2] SPVXKVOXSXTJOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910000058 selane Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 abstract 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 8
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 6
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- PDERHLUXCFSMMZ-UHFFFAOYSA-N S(=O)(=O)(O)[Se]S(=O)(=O)O.[In].[Cu] Chemical compound S(=O)(=O)(O)[Se]S(=O)(=O)O.[In].[Cu] PDERHLUXCFSMMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical group [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UIPVMGDJUWUZEI-UHFFFAOYSA-N copper;selanylideneindium Chemical compound [Cu].[In]=[Se] UIPVMGDJUWUZEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 2
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 2
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- ZZEMEJKDTZOXOI-UHFFFAOYSA-N digallium;selenium(2-) Chemical compound [Ga+3].[Ga+3].[Se-2].[Se-2].[Se-2] ZZEMEJKDTZOXOI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 229920002457 flexible plastic Polymers 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- AKUCEXGLFUSJCD-UHFFFAOYSA-N indium(3+);selenium(2-) Chemical compound [Se-2].[Se-2].[Se-2].[In+3].[In+3] AKUCEXGLFUSJCD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003891 oxalate salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- IRPLSAGFWHCJIQ-UHFFFAOYSA-N selanylidenecopper Chemical compound [Se]=[Cu] IRPLSAGFWHCJIQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000005361 soda-lime glass Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- 231100000925 very toxic Toxicity 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B19/00—Selenium; Tellurium; Compounds thereof
- C01B19/002—Compounds containing, besides selenium or tellurium, more than one other element, with -O- and -OH not being considered as anions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B19/00—Selenium; Tellurium; Compounds thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/0256—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
- H01L31/0264—Inorganic materials
- H01L31/032—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only compounds not provided for in groups H01L31/0272 - H01L31/0312
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/0256—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
- H01L31/0264—Inorganic materials
- H01L31/032—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only compounds not provided for in groups H01L31/0272 - H01L31/0312
- H01L31/0322—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only compounds not provided for in groups H01L31/0272 - H01L31/0312 comprising only AIBIIICVI chalcopyrite compounds, e.g. Cu In Se2, Cu Ga Se2, Cu In Ga Se2
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
- C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
- C01P2004/03—Particle morphology depicted by an image obtained by SEM
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/541—CuInSe2 material PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Abstract
【課題】セレン化物粉末と製造方法
【解決手段】本発明は、ＣＩＧＳまたはＣＩＧＳＳ系太陽電池などの光電地の製造のために適する分散体、ペーストまたはインクに使用するためのセレン化物粉末に関する。金属または金属混合物の酸素含有先駆物質を選択する工程と、前記酸素含有先駆物質を少なくとも化学量論量のセレンと混合する工程と、先駆物質の酸素との反応およびセレン化物の形成を確実にするために十分な温度において混合物をＨ２で還元する工程とを含む、金属または金属混合物のセレン化物を含むサブミクロンまたはナノ粒子粉末の製造のための合成方法が提案される。別個のセレン化工程を必要とせずに粉末を基材上に堆積してアニールすることができる。したがって、最も毒性のガスであるＨ２ＳｅをＳｅ供給源として使用することが回避される。
【選択図】図１
【解決手段】本発明は、ＣＩＧＳまたはＣＩＧＳＳ系太陽電池などの光電地の製造のために適する分散体、ペーストまたはインクに使用するためのセレン化物粉末に関する。金属または金属混合物の酸素含有先駆物質を選択する工程と、前記酸素含有先駆物質を少なくとも化学量論量のセレンと混合する工程と、先駆物質の酸素との反応およびセレン化物の形成を確実にするために十分な温度において混合物をＨ２で還元する工程とを含む、金属または金属混合物のセレン化物を含むサブミクロンまたはナノ粒子粉末の製造のための合成方法が提案される。別個のセレン化工程を必要とせずに粉末を基材上に堆積してアニールすることができる。したがって、最も毒性のガスであるＨ２ＳｅをＳｅ供給源として使用することが回避される。
【選択図】図１
Description
本発明は、ＣＩＧＳまたはＣＩＧＳＳ系太陽電池などの光電地の製造のために適する分散体、ペーストまたはインクに使用するためのセレン化物粉末に関する。
セレン化ガリウムインジウム銅（ＣＩＧＳ）は、化学式ＣｕＩｎｘＧａ（１−ｘ）Ｓｅ２（ｘの値は１（高純度セレン化インジウム銅）から０（高純度セレン化ガリウム銅）まで変化し得る）を有するＣｕ、Ｉｎ、Ｇａ、およびＳｅから構成される化合物半導体である。それは薄膜太陽電池内で吸光剤材料として使用される。セレンは硫黄によって部分的にまたは完全に置換されてもよく、それによってスルホセレン化ガリウムインジウム銅（ＣＩＧＳＳ）を得ることができる。
ＣＩＧＳ系太陽電池を製造するための最も一般的な方法は、Ｃｕ、ＧａおよびＩｎを基材上で共蒸発させるかまたは共スパッタし、次に、得られた膜をアニールし、セレン蒸気中でセレン化して所望のＣＩＧＳ構造物を形成する、真空系に基づくものである。代替方法は、Ｃｕ、Ｇａ、Ｉｎ、およびＳｅを加熱された基材上に直接に共堆積することである。
上記の方法は、費用がかかる低収量および低生産性の真空蒸着技術に基づいている。したがって、例えば、溶剤とＣｕ、ＩｎおよびＧａの混合酸化物のナノ粒子のコロイド懸濁液とを含むインクを使用する印刷などの非真空技術に基づいた新規な方法が開発されている。乾燥された先駆物質層を水素下で還元して金属合金を形成し、次にそれをアニールし、Ｈ２Ｓｅを用いてセレン化する。このような方法は例えば欧州特許出願公開第Ａ−０９７８８８２号明細書に例示されている。
上記の方法の主な欠点は、Ｈ２Ｓｅがセレン化工程において使用され、Ｈ２Ｓｅがそのままで導入されるかまたはＳｅ（ガス）とＨ２（ガス）の混合物にて形成され得ることである。しかしながらＨ２Ｓｅは非常に毒性であり、それは最善の予防措置が取られたとしても著しい健康上のリスクを伴う。
米国特許出願公開第２００９／２１４７６３号明細書には、ＣＩＧ酸化物粉末をＳｅＣｌ４と反応させ、得られた混合物を還元雰囲気下で加熱することによるＣＩＧＳ粉末の製造が開示されている。しかしながら、該反応はＨＣｌを発生させ、それは特に、ＣＩＧＳベースの粉末を得るために必要とされる約４００℃の温度において、機器と基材の両方に対して腐蝕性である。また、粉末中に塩化物を形成する恐れもある。
したがって、分散体、ペーストまたはインクに混入するのに適した微細粉末としてセレン化物を合成するためのより低リスク且つ清浄な方法が示される。堆積物が基材上に形成された後、アニールされた層に達するために熱処理が依然として必要とされる。しかしながら、付加的なセレン化工程は必要とされず、Ｈ２Ｓｅは完全に避けられる。
本発明は特に、金属または金属混合物の酸素含有先駆物質を選択する工程と、前記酸素含有先駆物質を少なくとも化学量論量のセレンと混合する工程と、そして先駆物質の酸素との反応およびセレン化物の形成を確実にするために十分な温度にて混合物をＨ２で還元する工程とを含む、金属または金属混合物のセレン化物のサブミクロンまたはナノ粒子粉
末の合成のための方法に関する。
末の合成のための方法に関する。
前述のセレンの化学量論量は、合成されるセレン化物、概してＣｕＳｅ、Ｃｕ２Ｓｅ、（ＩｎｘＧａ（１−ｘ））２Ｓｅ３、ＣｕＩｎｘＧａ（１−ｘ）Ｓｅ２と関連する。
水以外の残留反応生成物が避けられるため、酸化物、水酸化物、およびオキシ水酸化物が好ましい酸素含有先駆物質である。
上に規定された酸素含有先駆物質は、一種以上の前記金属の塩を沈澱させる工程と、沈殿物を焼成する工程とによって調製され得る。この工程は、塩を分解し且つその金属を酸化するような温度にて、空気中でまたは別のＯ２含有ガス中で行われてもよい。適する塩は、中温にて分解および反応し、炭酸塩またはシュウ酸塩などの有機塩が一般に適切である。
セレン化物は、太陽電池の製造のために広範囲に適用されるように、好ましい対象である。二元セレン化物（例えばＣｕＳｅ、Ｃｕ２Ｓｅ）、三元セレン化物（例えば（ＩｎｘＧａ（１−ｘ）２Ｓｅ３）または四元セレン化物（ＣｕＩｎｘＧａ（１−ｘ）Ｓｅ２またはＣＩＧＳ）を合成することができる。合成は、通常のＣＩＧＳの化学式に基づく粉末を特に対象とし、ここでｘの値は１（高純度セレン化インジウム銅）から０（高純度セレン化ガリウム銅）まで変化し得る。
また、この方法は、硫黄を酸素含有金属先駆物質とセレンとの混合物に添加することによる硫化物とセレン化物との混合物の調製に適している。このように混合されたセレン化物と硫化物は、スルホセレン化ガリウムインジウム銅（ＣＩＧＳＳ）の調製に適している。
ＣＩＧＳ粉末によって、７００℃までのかなり高いアニール温度が必要とされる。このような温度は、気化による金属およびＳｅの損失をもたらすことが予想される。それはまた、低コストの太陽電池構造物にて使用されるソーダ石灰ガラス基材を変形するだろう。したがって、ＣＩＧＳそれ自体の代わりにセレン化物の混合物を適用することが有利である。個々のセレン化物、特にＣｕＳｅは、溶剤として作用し得、それによって適度な焼結温度を可能にする。このような温度は、可撓性プラスチック基材などのより低コストの基材と適合し得るため有利である。
想定されたセレン化物に関して化学量論量より過剰のＳｅを供給することが有益であり得る。確かに、Ｓｅは比較的低い２２１℃において溶融し、より高い個々の融点を有する合金粒子間の空隙を充填することによってアニールの間、浸潤剤および溶剤として作用し得る。さらに、過剰分のＳｅは、アニール工程において起こり得る気化による損失を補償する。アニールの条件（炉のタイプ、温度、加工される材料の量等）によって、過剰分はＳｅの１質量％超であり得る。この過剰分は、還元工程の前後のいずれかで、Ｓｅ粉末の適切な量を添加することによって供給され得る。
５００ｎｍ未満の平均粒径（ｄ５０）は、インクへの混入に適しており、想定される層の厚さに適合する。しかしながら、２００ｎｍ未満のｄ５０を有するより微細な粒子が、アニール温度の低下を促し得るため好ましい。
上に規定された方法は、特に酸化物または水酸化物などのサブミクロンまたはナノ粒子先駆物質から出発する際、このような生成物の調製に適している。
混合されたＳｅおよび／またはＳは、還元の間に遭遇する３００℃超の温度にてこれらの成分が溶融するので、特に微細粒状にされる必要はない。
さらなる実施態様において、上記の粒子は分散体、ペーストまたはインクの製造のために使用される。そのように得られた組成物は、光電地の製造に適している。
本発明の別の実施態様は、特に化学量論量より過剰のＳｅが存在する際、上記の方法によって得られる粒状材料に関する。
本発明の方法は概して、所望の金属の水溶液から水酸化物を沈澱させることによって実施可能である。
４７．７ｇ／ｌのＣｕ、１８．４ｇ／ｌのＧａ、および５６．１ｇ／ｌのＩｎを含有する硝酸塩水溶液を、ＮａＯＨの溶液を約２時間にわたってゆっくりと添加することによって、５５℃にて沈澱させた。ｐＨ値を初期値１．７から約１２まで変化させ、それによって水酸化物としての金属の回収はほぼ定量的であった。
次に、沈澱した水酸化物を洗浄し、従来式オーブン内で９０℃で乾燥させた。乾燥させた粉末を５５０℃にて空気中で２時間焼成した。それをＳｅ粉末の化学量論量と混合し、この混合物を約３００℃のオーブン内でＨ２で還元した。得られた粉末はＣＩＧＳ（ＣｕＩｎ０．６５Ｇａ０．３５Ｓｅ２）であり、これはさらなる利用のために分散可能であった。図１の粉末のＳＥＭ画像に示されるように、９０ｎｍのｄ５０が得られた。図２は、対応する結晶構造解析を示し、生成物の単一相の性質を明治する。
Ｈ２はフォーミングガスによって良好に代用することができる。還元温度は、一層のみ存在するＣＩＧＳを製造するために３００℃以上であるのがよい。２５０℃にての試験は確かに複数相の形成をもたらし、これは複数相がアニール後に存続し得るため望ましくない。
Claims (8)
- −金属または金属混合物の酸素含有先駆物質を選択する工程、
−前記酸素含有先駆物質を少なくとも化学量論量のセレンと混合する工程、そして
−前記先駆物質の酸素との反応およびセレン化物の形成を確実にするために十分な温度にて前記混合物をＨ２で還元する工程とを含む、
金属または金属混合物のセレン化物を含むサブミクロンまたはナノ粒子粉末を合成する方法。 - 前記酸素含有先駆物質が酸化物または水酸化物である、請求項１に記載の方法。
- 前記酸素含有先駆物質が、
−一種以上の前記金属の塩を沈澱させる工程、そして
−該沈殿物を焼成する工程
により調製された酸化物である、請求項２に記載の方法。 - 前記金属または金属混合物がＣｕ、Ｉｎ、およびＧａからなるリストからの一種以上の金属を含む、請求項１または３に記載の方法。
- 前記粉末がＣＩＧＳである、請求項１ないし請求項４のうちいずれか一項に記載の方法。
- 前記粉末が化学量論量より過剰のＳｅを有する、請求項１ないし請求項６のうちいずれか一項に記載の方法。
- 分散体、ペーストまたはインクの製造のための、請求項１ないし請求項６のうちいずれか一項に従い調製された粉末の使用。
- 光電池の製造のための、請求項８に記載の分散体、ペーストまたはインクの使用。
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP10006875 | 2010-07-02 | ||
| EP10006875.8 | 2010-07-02 | ||
| US34437410P | 2010-07-08 | 2010-07-08 | |
| US61/344,374 | 2010-07-08 | ||
| PCT/EP2011/060996 WO2012001094A1 (en) | 2010-07-02 | 2011-06-30 | Selenide powders and manufacturing process |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2013533841A true JP2013533841A (ja) | 2013-08-29 |
Family
ID=42985440
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2013517292A Withdrawn JP2013533841A (ja) | 2010-07-02 | 2011-06-30 | セレン化物粉末と製造方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2588407A1 (ja) |
| JP (1) | JP2013533841A (ja) |
| KR (1) | KR20130098272A (ja) |
| CN (1) | CN102971254A (ja) |
| CA (1) | CA2803044A1 (ja) |
| WO (1) | WO2012001094A1 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103601169A (zh) * | 2013-06-13 | 2014-02-26 | 南昌大学 | 一种碳杂化纳米带的制备方法 |
| CN111517291B (zh) * | 2019-02-01 | 2021-08-20 | 中国科学院物理研究所 | 一种具有条纹结构的过渡金属二硫属化合物及其制备方法 |
| US20220157599A1 (en) * | 2019-11-12 | 2022-05-19 | Showa Denko K.K. | Adhered substance removing method and film-forming method |
| CN111320144B (zh) * | 2020-03-30 | 2022-02-22 | 中北大学 | 黑色素-纳米硒及其制备方法 |
| CN111807333B (zh) * | 2020-07-28 | 2023-06-23 | 安徽大学 | 一种三维硒化亚铜纳米晶超晶格的制备方法 |
| CN114671414B (zh) * | 2022-03-25 | 2023-05-16 | 浙江大学 | 一种用于钠离子电池的铁铜锡三元硒化物纳米材料及制备方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6268014B1 (en) * | 1997-10-02 | 2001-07-31 | Chris Eberspacher | Method for forming solar cell materials from particulars |
| US6127202A (en) | 1998-07-02 | 2000-10-03 | International Solar Electronic Technology, Inc. | Oxide-based method of making compound semiconductor films and making related electronic devices |
| CN101219779B (zh) * | 2008-01-14 | 2010-07-28 | 重庆大学 | 复合碱金属氢氧化物溶剂制备硒化物或碲化物纳米材料的方法 |
| KR100989077B1 (ko) * | 2008-02-27 | 2010-10-25 | 한국과학기술연구원 | 페이스트를 이용한 태양전지용 박막의 제조방법 및 이에의해 수득된 태양전지용 박막 |
| TWI421214B (zh) * | 2008-12-03 | 2014-01-01 | Ind Tech Res Inst | Ibiiiavia族非晶相化合物及應用於薄膜太陽能電池之ibiiiavia族非晶相前驅物的製造方法 |
| CN101613091B (zh) * | 2009-07-27 | 2011-04-06 | 中南大学 | 一种cigs粉末、靶材、薄膜及其制备方法 |
-
2011
- 2011-06-30 CA CA2803044A patent/CA2803044A1/en not_active Abandoned
- 2011-06-30 CN CN201180031937XA patent/CN102971254A/zh active Pending
- 2011-06-30 WO PCT/EP2011/060996 patent/WO2012001094A1/en active Application Filing
- 2011-06-30 KR KR1020137000588A patent/KR20130098272A/ko not_active Application Discontinuation
- 2011-06-30 EP EP11733611.5A patent/EP2588407A1/en not_active Withdrawn
- 2011-06-30 JP JP2013517292A patent/JP2013533841A/ja not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102971254A (zh) | 2013-03-13 |
| KR20130098272A (ko) | 2013-09-04 |
| EP2588407A1 (en) | 2013-05-08 |
| WO2012001094A1 (en) | 2012-01-05 |
| CA2803044A1 (en) | 2012-01-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6232078B2 (ja) | Ｃｕ２ＸＳｎＹ４ナノ粒子 | |
| EP2870621B1 (en) | Group 13 selenide nanoparticles | |
| JP6688832B2 (ja) | アンチモンがドープされたナノ粒子 | |
| JP2009507369A (ja) | 太陽電池吸収層の製造方法 | |
| WO2011066205A1 (en) | Aqueous process for producing crystalline copper chalcogenide nanoparticles, the nanoparticles so-produced, and inks and coated substrates incorporating the nanoparticles | |
| JP6623192B2 (ja) | Ｃｕ２ＺｎＳｎＳ４ナノ粒子 | |
| JP2013533841A (ja) | セレン化物粉末と製造方法 | |
| WO2013047461A1 (ja) | 化合物半導体薄膜形成用インクおよびその製造方法 | |
| TWI552373B (zh) | 具有高無裂縫限度之ｃｉｇｓ奈米粒子墨水調配物 | |
| US20180248057A1 (en) | Preparation of Copper-Rich Copper Indium (Gallium) Diselenide/Disulphide Nanoparticles | |
| JP5739300B2 (ja) | セレン化インジウム粒子粉末およびその製造方法 | |
| TWI675890B (zh) | 具有高無裂縫限度之cigs奈米粒子墨水調配物 | |
| WO2013164248A1 (en) | Selenite precursor and ink for the manufacture of cigs photovoltaic cells | |
| SHI et al. | Preparation of Copper Zinc Tin Sulfide Thin Film Semiconducting Materials |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20140902 |