KR20100124802A - 구리 인듐 설파이드 나노입자 및 이의 제조 방법 - Google Patents

구리 인듐 설파이드 나노입자 및 이의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20100124802A
KR20100124802A KR1020107022221A KR20107022221A KR20100124802A KR 20100124802 A KR20100124802 A KR 20100124802A KR 1020107022221 A KR1020107022221 A KR 1020107022221A KR 20107022221 A KR20107022221 A KR 20107022221A KR 20100124802 A KR20100124802 A KR 20100124802A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
copper
indium
indium sulfide
copper indium
semiconductor nanoparticles
Prior art date
Application number
KR1020107022221A
Other languages
English (en)
Inventor
하이젱 중
용팡 리
Original Assignee
바이엘 테크놀로지 서비시즈 게엠베하
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 바이엘 테크놀로지 서비시즈 게엠베하 filed Critical 바이엘 테크놀로지 서비시즈 게엠베하
Publication of KR20100124802A publication Critical patent/KR20100124802A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G15/00—Compounds of gallium, indium or thallium
    • C01G15/006—Compounds containing, besides gallium, indium, or thallium, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
    • 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
    • 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
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/80—Crystal-structural characteristics defined by measured data other than those specified in group C01P2002/70
    • C01P2002/82—Crystal-structural characteristics defined by measured data other than those specified in group C01P2002/70 by IR- or Raman-data
    • 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
    • C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
    • C01P2004/04—Particle morphology depicted by an image obtained by TEM, STEM, STM or AFM
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/40—Electric properties
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2982—Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]

Abstract

본 발명은 구리 인듐 설파이드 나노입자 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 구리 염, 인듐 염 및 알칸티올을 비극성 유기 용매에 첨가한 후에, 비활성 기체 대기하에서 교반시키면서 가열하여 암적색 콜로이드 용액이 얻어질때까지 용해시킨다. 수득한 콜로이드 용액을 실온으로 냉각시킨 후에, 극성 용매를 첨가한다. 원심 침강을 통해서 구리 인듐 설파이드 반도체 나노입자를 수득한다. 수득한 구리 인듐 설파이드 반도체 나노입자를 더 세정하고 진공 건조하여 구리 인듐 설파이드 반도체 나노입자 분말을 얻을 수 있다. 수득한 구리 인듐 설파이드 반도체 나노입자는 평균 입자 크기가 2 내지 10 ㎚이고, 근적외선 영역에서 600 내지 800 ㎚의 발광 스펙트럼을 가지며, 양자 효율이 10％에 가깝다. 본 발명의 방법의 수율은 90％에 이른다.

Description

구리 인듐 설파이드 나노입자 및 이의 제조 방법{COPPER INDIUM SULFIDE NANOPARTICLES AND A PREPARATION METHOD THEREOF}
본 발명은 구리 인듐 설파이드 반도체 나노입자 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
나노기술이 발달함에 따라, 나노재료 과학은 현재 재료 과학 발달에서 필수불가결한 중요한 분야가 되고 있다. 나노재료 연구의 진전은 물리학, 화학, 생물학 및 기타 다수의 학과 분야를 새로운 수준으로 끌어올림과 동시에 21세기 기술 연구에 새로운 기회를 가져올 것이다. 에너지 문제에 대한 위기가 성장하면서, 태양 전지는 재생 가능한 청정 에너지로서 전세계적으로 주목을 받고 있다. 나노재료 및 기술을 태양 전지에 응용하면 기존의 태양 전지의 전환 효율이 크게 증가하고, 태양 전지의 제조 비용이 감소하며 새로운 유형의 태양 전지의 개발이 촉진될 것이다. 이러한 상황하에서, 태양 전지에 사용될 나노재료를 개발하는 것이 새로운 과제가 되고 있다.
CuInS2는 I-III-VI2 유형의 반도체 화합물 물질로서, 칼코피라이트(chalcopyrite) 구조, 1.50 eV의 밴드 간격, 비교적 큰 흡수 계수를 가질 뿐만 아니라, CuInS2가 독성 성분을 전혀 함유하지 않기 때문에, 태양 전지용으로 완벽한 물질이다. CuInS2 계 박막 태양 전지는 전환 효율이 14.4％에 달한다. 현재, 이와 같은 태양 전지를 제조하는 주요 방법은 화학 증착, 마그네트론 스퍼터링 기법 및 전기화학 증착 등이다. 그러나, 이러한 방법들은 상대적으로 보다 임계적인 조건을 필요로 하고, 복잡한 제조법을 포함하며, 비교적 비용이 많이 든다.
먼저 CuInS2 나노입자를 합성한 다음에 스핀 코팅으로 필름을 형성하고, 이어서 소결하는 방법이 CuInS2 태양 전지를 공업화하는 우수한 해결책이다. 또한, CuInS2 반도체의 여기자(exciton)의 반경은 4.1 ㎚이며, 이 값은 이론적으로 계산한 것이므로, 예측하건대 CuInS2 반도체 나노입자의 크기가 여기자 반경에 해당할 때는 매우 강한 양자 구속 효과가 나타날 것이다. 이러한 특성으로 말미암아, CuInS2 반도체 나노입자는 중합체 태양 전지, 염료 감응 태양 전지, 생물학적 마커(marker) 및 화학 검출 분야에 이용 가능성을 갖는다.
그러나, CuInS2 삼원 반도체 나노입자의 합성 제조법이 비교적 어렵기 때문에, 현재 소수의 보고만이 있을 뿐이다. 예를 들면 미국의 S.L. Castro 등은 먼저 (PPh3)2CuIn(SEt)4 전구체를 제조한 후에 상기 전구체를 헥사데실 머캡탄에서 열분해(cracking)함으로써 입자 크기가 2-4 ㎚인 CuInS2 반도체 나노입자를 제조하였다(Castro, S. L. et al. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 12429). 또한, 미국의 Nairn 등은 자외선을 사용한 유사한 전구체의 광분해(photolysis)에 의해서 입자 크기가 약 2 ㎚인 CuInS2 반도체 나노입자를 제조하였다(Nairn, J.J. et al. Nano Lett. 2006, 6, 1218). Du Wenmin 등은 수열 기법을 사용하여 입자 크기가 13-17 ㎚인 CuInS2 반도체 나노입자를 제조하였다(Du et al. Chem. Eur. J. 2007, 13, 8840, 8846). 그러나, 기존의 제조 방법들에는 다음과 같은 몇 가지 결점이 있다: (1) 합성 단계가 복잡하고, 그 대부분이 전구체의 사전 합성을 필요로 하므로, 대규모 제조에는 적합하지 못하며; (2) 합성에 사용된 일부의 반응물질이 독성 물질을 포함하고; (3) 합성된 나노입자의 성능이 비교적 열등하고, 입자 크기 및 광학적 성질을 조정할 수 없다.
본 발명의 목적은 구리 인듐 설파이드 반도체 나노입자 및 상기 구리 인듐 설파이드 반도체 나노입자의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 구리 인듐 설파이드 반도체 나노입자 제조 방법은 하기 단계 (a) 및 (b)를 포함한다:
(a) 구리 염, 인듐 염 및 알칸티올을 비극성 유기 용매내에 첨가한 후에 비활성 기체하에서 가열 및 교반하고 암적색 콜로이드 용액이 얻어질 때까지 용해시키는 단계: 및
(b) 상기 단계 (a)에서 얻은 콜로이드 용액을 실온으로 냉각시키고, 극성 용매를 첨가한 후에, 원심 침강을 수행하여 구리 인듐 설파이드 반도체 나노입자를 얻고, 임의로 더 세정하고 진공 건조하여 구리 인듐 설파이드 반도체 나노입자 분말을 얻는 단계.
상기 구리 인듐 설파이드 반도체 나노입자는 정방정계 결정형으로 존재하고 입자 크기는 2-10 ㎚이며, 600-800 ㎚의 근적외선 영역에서 발광 스펙트럼을 갖는다.
도 1은 240℃의 온도에서 상이한 반응 시간하에 얻은 본 발명의 실시양태 1에 의한 CuInS2 나노입자의 흡수 스펙트럼 및 형광 스펙트럼을 도시한 것이며, 도 1a는 흡수 스펙트럼을, 그리고 도 1b는 형광 스펙트럼을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시양태 1에서 제조한 CuInS2 나노입자의 투과 전자 현미경 사진을 도시한 것이며, 도 2a는 240℃의 온도에서 2시간의 반응 시간으로 제조한 CuInS2 나노입자의 투과 전자 현미경 사진을 나타내고, 도 2b는 240℃의 온도에서 4시간의 반응시간으로 제조한 CuInS2 나노입자의 투과 전자 현미경 사진을 나타낸다.
도 3은 240℃의 온도에서 2 시간의 반응 시간으로 본 발명의 실시양태 1에서 제조한 CuInS2 나노입자 분말의 X선 회절 곡선을 도시한 것이다.
본 발명에 있어서, 구리 인듐 설파이드 반도체 나노입자의 제조 방법은 저렴한 구리 염, 인듐 염 및 알칸티올을 원료로서 사용하고, 간단한 용액 반응 및 열분해 가열법을 통해서 조절 가능한 입자 크기를 갖는 삼원 반도체 구리 인듐 설파이드(CuInS2) 입자를 제조한다. 본 발명의 방법은 제조하기가 간단하고, 비용이 적고 독성이 없으며 대규모 제조가 가능하고 제어가 용이하다는 등의 장점을 갖는다.
본 발명의 구리 인듐 설파이드 반도체 나노입자 제조 방법은 하기 단계 (a) 및 (b)를 포함한다:
(a) 구리 염, 인듐 염 및 알칸티올을 비극성 유기 용매내에 첨가한 후에 비활성 기체하에서 가열 및 교반하고 암적색 콜로이드 용액이 얻어질 때까지 용해시키는 단계: 및
(b) 상기 단계 (a)에서 얻은 콜로이드 용액을 실온으로 냉각시키고, 극성 용매를 첨가한 후에, 원심 침강을 수행하여 구리 인듐 설파이드 반도체 나노입자를 얻고, 임의로 더 세정하고 진공 건조하여 구리 인듐 설파이드 반도체 나노입자 분말을 얻는 단계.
본 발명에서 제공되는 제조 방법의 제조 수율은 90％에 이른다.
구리 인듐 설파이드 반도체 나노입자는 정방정계 결정형으로 존재하고, 입자 크기는 2-10 ㎚이며, 600-800 ㎚의 근적외선 범위에 발광 스펙트럼을 갖는다.
본 발명에서 구리 인듐 설파이드 반도체 나노입자는 구형, 삼각형, 박편형 및/또는 막대형 등으로 존재하는 것이 바람직하다.
본 발명의 방법의 단계 (a)에서 상기 구리 염 및 인듐 염은 1-2:1-2의 몰비율을 갖는 것이 바람직하고, 알칸티올의 몰 함량은 구리 염 또는 인듐 염의 몰 함량보다 과량인 것이 바람직하며, 그 몰비율이 100-1.5:1인 것이 바람직하고, 50-2:1인 것이 더욱 바람직하며, 12-3:1인 것이 특히 바람직하다.
상기 단계 (a)에서 가열 및 교반 온도는 100℃ 내지 350℃인 것이 바람직하고, 200℃ 내지 300℃인 것이 더욱 바람직하며, 240℃ 내지 270℃인 것이 특히 바람직하고, 가열 및 교반 시간은 10분 내지 30 시간인 것이 바람직하고, 20분 내지 6 시간인 것이 더욱 바람직하며, 1 시간 내지 2 시간인 것이 특히 바람직하다.
상기 세정 단계는 수득한 구리 인듐 설파이드 반도체 나노입자를 헥산, 클로로포름 또는 톨루엔에 분산시킨 후에, 메탄올을 첨가하고 원심 침강을 진행함으로써 수행하는 것이 바람직하며, 소정의 구리 인듐 설파이드 반도체 나노입자가 얻어질 때까지 세정 과정을 임의로 반복한다.
상기 구리 염은 아세트산구리(I), 아세트산구리(II), 염화구리(II), 염화구리(I), 황산구리(II) 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
상기 인듐 염은 아세트산인듐, 염화인듐, 황산인듐, 질산인듐 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
상기 알칸티올은 하나 이상의 설프히드릴 관능기를 갖는 머캡탄, 또는 하나 이상의 설프히드릴 관능기를 갖는 머캡탄류의 혼합물일 수 있다.
하나의 설프히드릴 관능기를 갖는 상기 머캡탄은 옥틸 머캡탄, 이소옥틸 머캡탄, 도데실 머캡탄, 헥사데칸티올 또는 옥타데칸티올 등인 것이 바람직하다.
하나보다 많은 설프히드릴 관능기를 갖는 상기 머캡탄은 1,8-디옥틸 머캡탄 또는 1,6-디옥틸 머캡탄 등인 것이 바람직하다.
상기 비극성 유기 용매는 옥타데센, 파라핀 왁스, 디페닐 에테르, 디옥틸 에테르, 옥타데칸, 또는 이들을 포함하는 임의의 용매 혼합물 등인 것이 바람직하다.
상기 극성 유기 용매는 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 아세톤 또는 이들을 포함하는 임의의 용매 혼합물 등인 것이 바람직하다.
상기 비활성 기체는 아르곤 또는 질소 등인 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 제조 방법에 따라 얻은 구리 인듐 설파이드 반도체 나노입자는 바이오라벨(biolabeling), 발광 다이오드, 박막 태양 전지, 중합체 태양 전지 등의 분야에 이용될 수 있다.
기존의 기술과 비교해 볼 때, 본 발명은 다음과 같은 장점을 갖는다:
1. 본 발명은 독성 물질을 함유하는 전구체의 사전 제조를 필요로 하지 않고, 저렴한 구리 염, 인듐 염 및 알칸티올을 사용해서 반응을 수행하며, 제조 방법이 간단하고, 제어하기가 용이하며, 대규모 제조법으로 실시하기가 용이하다.
2. 본 발명에서는, 상이한 흡수 파장 범위에서 삼원 반도체 구리 인듐 설파이드(CuInS2) 나노입자를 얻기 위해 반응 시간과 온도의 조절만이 필요하다.
3. 본 발명에 의해 제공되는 삼원 반도체 구리 인듐 설파이드(CuInS2) 나노입자의 형광 양자 효율은 10％에 가깝고, 그 발광 스펙트럼은 근적외선 영역에 존재한다. 리간드 교환을 통해서, 상기 나노입자를 수성 상내로 용해시킬 수 있다.
4. 본 발명에 의해 제공되는 삼원 반도체 구리 인듐 설파이드(CuInS2) 나노입자는 장시간동안 비극성 용매에 분산시킬 수 있으며, 진공 건조를 이용해서 얻은 구리 인듐 설파이드 반도체 나노입자 분말은 비극성 용매에 재분산시킬 수 있다.
이하에서는 실시양태에 의거하여 본 발명을 구체적으로 설명하고자 하나, 후술하는 실시양태가 본 발명의 보호 범위를 제한하는 것은 결코 아니다.
실시양태 1: CuInS2 반도체 나노입자의 제조
아세트산구리(I), 아세트산인듐 및 도데실 머캡탄의 혼합물과 50 ㎖의 옥타데센을 100 ㎖ 3목 비등 플라스크내로 첨가하였으며, 이 때 아세트산구리(I), 아세트산인듐 및 도데실머캡탄의 몰비율은 1:1:10이고, 아르곤 기체 또는 질소 기체를 도입하여 플라스크내의 공기를 배출하도록 30분 동안 플라스크를 통해 유동시켰으며; 240℃에서 가열 및 교반한 후에, 투명한 담황색 용액을 얻고, 이어서 이 용액을 연속적으로 240℃의 일정한 온도에서 가열하자, 콜로이드 용액의 색상이 점차로 담황색에서 암적색으로 변하였다. 총 가열 반응 시간은 2 시간이었다. 상기 반응으로부터 얻은 콜로이드 용액을 실온으로 냉각시키고, 아세톤 100 ㎖를 첨가하였다. 원심 침강을 수행하고, 용액의 상층을 제거하여, 구리 인듐 설파이드 반도체 나노입자를 수득하였다. 반응 시간(구체적인 조건은 하기 표 1에 열거함)을 변화시킴으로써, 상이한 형태 및 입자 크기의 구리 인듐 설파이드 반도체 나노입자를 얻을 수 있다. 흡수 스펙트럼 및 형광 스펙트럼을 테스트한 결과, CuInS2 반도체 나노입자의 흡수 스펙트럼 및 형광 스펙트럼이 조정 가능한 것으로 밝혀졌다(흡수 스펙트럼 및 형광 스펙트럼을 각각 도 1a 및 도 1b에 도시함). 침강물을 다시 톨루엔에 용해시키고, 톨루엔 부피의 3배인 메탄올을 첨가한 다음, 원심 침강을 수행하였다. 이러한 과정을 3회 반복하고, 최종적으로 침강물을 세정하고 진공 건조하여 구리 인듐 설파이드 나노입자의 흑색 분말을 수득하였으며, 그 수율은 90％였다. 수득한 샘플 분말의 테스트를 X선 회절에 의해 수행하였으며, 그 결과 수득한 구리 인듐 설파이드 나노입자는 모두 정방정계 결정 구조를 갖는 것으로 나타났다. 도 3은 2 시간의 총 반응 시간후에 얻은 구리 인듐 설파이드 나노입자의 X선 회절 곡선을 나타낸 것이다.
Figure pct00001
실시양태 2: CuInS2 반도체 나노입자의 제조
아세트산구리(II), 아세트산인듐 및 헥사데실 머캡탄의 혼합물과 25 ㎖의 옥타데센을 100 ㎖ 3목 비등 플라스크내로 첨가하였으며, 이 때 아세트산구리(II), 아세트산인듐 및 헥사데실머캡탄의 몰비율은 1:1:10이고, 아르곤 기체 또는 질소 기체를 도입하여 플라스크내의 공기를 배출하도록 30분 동안 플라스크를 통해 유동시켰으며; 270℃에서 가열 및 교반한 후에, 투명한 담황색 용액을 얻고, 이어서 이 용액을 연속적으로 270℃의 일정한 온도에서 가열하였으며, 총 가열 반응 시간은 20분이었다. 상기 반응으로부터 얻은 콜로이드 용액을 실온으로 냉각시키고, 아세톤 100 ㎖를 첨가하였다. 원심 침강을 수행하여, 평균 입자 크기가 3.3 ㎚인 구리 인듐 설파이드 반도체 나노입자를 수득하였다.
실시양태 3: CuInS2 반도체 나노입자의 제조
아세트산구리(II), 아세트산인듐 및 헥사데실 머캡탄의 혼합물과 50 ㎖의 옥타데센을 250 ㎖ 3목 비등 플라스크내로 첨가하였으며, 이 때 아세트산구리(II), 아세트산인듐 및 헥사데실머캡탄의 몰비율은 1:1:100이고, 아르곤 기체 또는 질소 기체를 도입하여 플라스크내의 공기를 배출하도록 30분 동안 플라스크를 통해 유동시켰으며; 240℃에서 가열 및 교반한 후에, 투명한 담황색 용액을 얻고, 이어서 이 용액을 연속적으로 240℃의 일정한 온도에서 가열하여 흑색 졸을 얻었으며, 총 가열 반응 시간은 3 시간이었다. 상기 반응으로부터 얻은 콜로이드 용액을 실온으로 냉각시키고, 아세톤 100 ㎖를 첨가하였다. 원심 침강을 수행하여, 평균 입자 크기가 3.5 ㎚인 구리 인듐 설파이드 반도체 나노입자를 수득하였다.
실시양태 4: CuInS2 반도체 나노입자의 제조
아세트산구리(I), 아세트산인듐 및 도데실 머캡탄의 혼합물과 50 ㎖의 옥타데센을 50 ㎖ 3목 비등 플라스크내로 첨가하였으며, 이 때 아세트산구리(I), 아세트산인듐 및 도데실머캡탄의 몰비율은 1:1:10이고, 아르곤 기체 또는 질소 기체를 도입하여 플라스크내의 공기를 배출하도록 30분 동안 플라스크를 통해 유동시켰으며; 240℃에서 가열 및 교반한 후에, 투명한 담황색 용액을 얻고, 이어서 이 용액을 연속적으로 240℃의 일정한 온도에서 가열하였으며, 총 가열 반응 시간은 2 시간이었다. 상기 반응으로부터 얻은 콜로이드 용액을 실온으로 냉각시키고, 아세톤 100 ㎖를 첨가하였다. 원심 침강을 수행하여, 평균 입자 크기가 2.5 ㎚인 구리 인듐 설파이드 반도체 나노입자를 수득하였다.

Claims (10)

  1. (a) 구리 염, 인듐 염 및 알칸티올을 비극성 유기 용매내에 첨가한 후에 비활성 기체하에서 가열 및 교반하고 암적색 콜로이드 용액이 얻어질 때까지 용해시키는 단계: 및
    (b) 상기 단계 (a)에서 얻은 콜로이드 용액을 실온으로 냉각시키고, 극성 용매를 첨가한 후에, 원심 침강을 수행하여 구리 인듐 설파이드 반도체 나노입자를 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 구리 인듐 설파이드 반도체 나노입자를 제조하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 수득한 구리 인듐 설파이드 반도체 나노입자를 더 세정하고 진공 건조하여 구리 인듐 설파이드 반도체 나노입자 분말을 얻는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 세정 단계를, 수득한 구리 인듐 설파이드 반도체 나노입자를 헥산, 클로로포름 또는 톨루엔의 용매에 분산시킨 후에, 메탄올을 첨가하고, 원심 침강 과정을 진행함으로써 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 단계 (a)에서, 상기 구리 염과 인듐 염의 몰비율이 1-2:1-2이고, 상기 알칸티올의 몰 함량이 구리 염 또는 인듐 염의 몰 함량보다 과량인 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 단계 (a)에서 가열 및 교반 온도가 100-350℃이고, 시간은 10분 내지 30 시간인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 구리 염이 아세트산구리(I), 아세트산구리(II), 염화구리(II), 염화구리(I), 황산구리(II), 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 인듐 염이 아세트산인듐, 염화인듐, 황산인듐, 질산인듐, 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 알칸티올이 하나 이상의 설프히드릴 관능기를 갖는 머캡탄, 또는 하나 이상의 설프히드릴 관능기를 갖는 머캡탄류의 혼합물인 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 비극성 유기 용매가 옥타데센, 파라핀 왁스, 디페닐 에테르, 디옥틸 에테르, 옥타데칸 또는 이들의 용매 혼합물이고; 상기 극성 용매가 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 아세톤, 또는 이들의 용매 혼합물인 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 정방정계 결정 구조를 갖고, 입자 크기가 2-10 ㎚이며, 600-800 ㎚의 근적외선 영역에 발광 스펙트럼이 존재하는, 구리 인듐 설파이드 반도체 나노입자.
KR1020107022221A 2008-03-06 2009-03-06 구리 인듐 설파이드 나노입자 및 이의 제조 방법 KR20100124802A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200810101428.X 2008-03-06
CNA200810101428XA CN101234779A (zh) 2008-03-06 2008-03-06 铜铟硫半导体纳米粒子的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20100124802A true KR20100124802A (ko) 2010-11-29

Family

ID=39918722

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020107022221A KR20100124802A (ko) 2008-03-06 2009-03-06 구리 인듐 설파이드 나노입자 및 이의 제조 방법

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20110039104A1 (ko)
EP (1) EP2263977A4 (ko)
JP (1) JP2011513181A (ko)
KR (1) KR20100124802A (ko)
CN (2) CN101234779A (ko)
IL (1) IL207814A0 (ko)
WO (1) WO2009109110A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108910939A (zh) * 2018-08-06 2018-11-30 桂林电子科技大学 一种超薄CuInS2纳米片及其制备方法和应用

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101234779A (zh) * 2008-03-06 2008-08-06 中国科学院化学研究所 铜铟硫半导体纳米粒子的制备方法
CN101870458B (zh) * 2009-04-22 2012-05-09 钟润文 多元金属硫族元素化合物和靶材及涂层材料的制备方法
CN102126708B (zh) * 2010-01-20 2013-03-27 电子科技大学 一种铜铟镓硒硫纳米粉末材料的制备方法
CN101804971A (zh) * 2010-04-19 2010-08-18 西安交通大学 一种铜铟硒纳米晶材料的制备方法
FR2964044B1 (fr) * 2010-08-26 2012-09-14 Commissariat Energie Atomique Emulsion de metal liquide
CN102041555A (zh) * 2011-01-14 2011-05-04 南开大学 一种CuInS2纳米晶材料的制备方法
WO2012163976A1 (en) 2011-06-03 2012-12-06 Bayer Intellectual Property Gmbh Continuous process for the synthesis of ternary or quaternary semiconducting nanoparticles based on ib, iiia, via elements of the periodic classification
WO2012168192A2 (en) 2011-06-07 2012-12-13 Bayer Intellectual Property Gmbh Synthesis of highly fluorescing semiconducting core-shell nanoparticles based on ib, iib, iiia, via elements of the periodic classification.
CN102502788B (zh) * 2011-10-13 2014-12-24 中国科学院过程工程研究所 一种铜铟硫三元半导体纳米颗粒的简单可控的制备方法
CN102517003B (zh) * 2011-11-03 2013-12-11 吉林大学 一种新型近红外水溶性铜铟硫三元量子点的水热制备方法
CN102583263A (zh) * 2012-02-14 2012-07-18 北京理工大学 一种水相合成禁带可调的Cu-In-X三元纳米颗粒的方法
US8231848B1 (en) 2012-04-10 2012-07-31 Sun Harmonics Ltd One-pot synthesis of chalcopyrite-based semi-conductor nanoparticles
CN102709381B (zh) * 2012-05-03 2014-11-26 北京工业大学 一种制备cis薄膜的方法
CN103112885A (zh) * 2012-12-12 2013-05-22 南京工业大学 铜基纳米太阳能电池材料的制备方法
CN103137340B (zh) * 2013-01-23 2016-05-11 中国科学院过程工程研究所 高效低成本染料敏化太阳能电池对电极材料一维铜铟硫-硫化锌异质结纳米晶的制备方法
KR20150127636A (ko) 2013-03-04 2015-11-17 나노코 테크놀로지스 리미티드 박막 태양 전지를 위한 구리-인듐-갈륨-칼코게나이드 나노 입자 전구체
CN103310992A (zh) * 2013-05-21 2013-09-18 东莞上海大学纳米技术研究院 一种染料敏化太阳能电池的光阳极及其制备方法
JP6281835B2 (ja) * 2013-09-06 2018-02-21 国立大学法人 宮崎大学 太陽電池用化合物半導体ナノ粒子の作製方法
CN104016590B (zh) * 2014-04-29 2016-06-15 北京理工大学 一种纳米晶掺杂光学玻璃的制备方法
CN104891555B (zh) * 2015-05-22 2016-06-15 温州大学 一种三维中空CuInS2微球的制备方法
CN105369358A (zh) * 2015-11-04 2016-03-02 北京理工大学 一种对半导体纳米晶材料表面进行配体交换的方法
CN106830055B (zh) * 2017-02-24 2018-08-07 武汉理工大学 一种含纤锌矿孪晶结构的铜铟硫纳米晶及其制备方法
CN114746363A (zh) 2019-12-02 2022-07-12 信越化学工业株式会社 量子点、波长转换材料、背光单元、图像显示装置及量子点的制造方法
CN112062149A (zh) * 2020-09-16 2020-12-11 泉州师范学院 一种纳米硫化铜的制备方法
CN115197695B (zh) * 2021-04-14 2024-01-19 中国科学院理化技术研究所 一种CuInS2量子点超晶格结构的制备方法
CN114538498B (zh) * 2022-02-23 2022-11-29 西安交通大学 一种硫化铜纳米线的制备方法及应用
CN114933327B (zh) * 2022-06-13 2023-12-01 佛山(华南)新材料研究院 一种制氢材料及其制备方法、应用
CN115340866A (zh) * 2022-08-30 2022-11-15 北华大学 一种CuAlInS量子点及其制备方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6191005A (ja) * 1984-10-08 1986-05-09 Ryuichi Yamamoto 金属硫化物溶液とその製造方法
KR100621309B1 (ko) * 2004-04-20 2006-09-14 삼성전자주식회사 황 전구체로서 싸이올 화합물을 이용한 황화 금속나노결정의 제조방법
JP4714859B2 (ja) * 2005-03-01 2011-06-29 国立大学法人 名古屋工業大学 硫化銅ナノ粒子の合成方法
JP2007169605A (ja) * 2005-11-24 2007-07-05 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 蛍光体、及びその製造方法
US20080038558A1 (en) * 2006-04-05 2008-02-14 Evident Technologies, Inc. I-iii-vi semiconductor nanocrystals, i-iii-vi water stable semiconductor nanocrystals, and methods of making same
JP4829046B2 (ja) * 2006-08-30 2011-11-30 国立大学法人 名古屋工業大学 硫化金属ナノ粒子の製造方法及び光電変換素子
JP5188070B2 (ja) * 2007-02-07 2013-04-24 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 カルコパイライトナノ粒子の製造方法及び光電変換素子
CN100494068C (zh) * 2007-05-17 2009-06-03 上海交通大学 单分散三元硫化物CuInS2的制备方法
CN101234779A (zh) * 2008-03-06 2008-08-06 中国科学院化学研究所 铜铟硫半导体纳米粒子的制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108910939A (zh) * 2018-08-06 2018-11-30 桂林电子科技大学 一种超薄CuInS2纳米片及其制备方法和应用
CN108910939B (zh) * 2018-08-06 2020-11-10 桂林电子科技大学 一种超薄CuInS2纳米片及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011513181A (ja) 2011-04-28
EP2263977A4 (en) 2014-01-29
US20110039104A1 (en) 2011-02-17
CN102105400A (zh) 2011-06-22
IL207814A0 (en) 2010-12-30
WO2009109110A1 (zh) 2009-09-11
EP2263977A1 (en) 2010-12-22
CN101234779A (zh) 2008-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20100124802A (ko) 구리 인듐 설파이드 나노입자 및 이의 제조 방법
Aldakov et al. Ternary and quaternary metal chalcogenide nanocrystals: synthesis, properties and applications
Zhong et al. A facile route to synthesize chalcopyrite CuInSe2 nanocrystals in non-coordinating solvent
Dejam et al. Structural and optical characterization of ZnO and AZO thin films: the influence of post-annealing
US7829059B2 (en) Rapid synthesis of ternary, binary and multinary chalcogenide nanoparticles
Bensebaa et al. A new green synthesis method of CuInS 2 and CuInSe 2 nanoparticles and their integration into thin films
CN102502788B (zh) 一种铜铟硫三元半导体纳米颗粒的简单可控的制备方法
Papadas et al. Employing surfactant-assisted hydrothermal synthesis to control CuGaO2 nanoparticle formation and improved carrier selectivity of perovskite solar cells
JP6113284B2 (ja) 金属ナノ粒子を含む光吸収層製造用インク組成物及びそれを用いた薄膜の製造方法
Chang et al. Selective synthesis of copper gallium sulfide (CuGaS 2) nanostructures of different sizes, crystal phases, and morphologies
WO2012167398A1 (zh) 一种制备核壳纳米粒子及其溶液的方法
Li et al. Solution‐growth strategy for large‐scale “CuGaO2 nanoplate/ZnS microsphere” heterostructure arrays with enhanced UV adsorption and optoelectronic properties
Tadjarodi et al. Preparation of AgInS2 nanoparticles by a facile microwave heating technique; study of effective parameters, optical and photovoltaic characteristics
Wang et al. Study on the synthesis and formation mechanism of Cu2ZnSnS4 particles by microwave irradiation
Wang et al. Effects of sulfur sources on properties of Cu 2 ZnSnS 4 nanoparticles
Muruganandam et al. Synthesis and structural, optical and thermal properties of CdS: Zn 2+ nanoparticles
Rawat et al. Synthesis of Cu2ZnSnS4 nanoparticles and controlling the morphology with polyethylene glycol
KR20120100568A (ko) 셀레늄화구리인듐 나노입자 및 그의 제조 방법
Peng et al. Solution synthesis of CdIn2S4 nanocrystals and their photoelectrical application
Vahidshad et al. Synthesis of CuFeS2 nanoparticles by one-pot facile method
Yousefi et al. Facile microwave approach for synthesis of copper–indium sulfide nanoparticles and study of their behavior in solar cell
Maity et al. Synthesis and optical characterization of CdS nanowires by chemical process
Liu et al. Scalable noninjection phosphine-free synthesis and optical properties of tetragonal-phase CuInSe 2 quantum dots
Jamshidi Zavaraki et al. Low toxic Cu2GeS3/InP quantum dot sensitized infrared solar cells
Vahidshad et al. One-pot thermolysis synthesis of CuInS 2 nanoparticles with chalcopyrite-wurtzite polytypism structure

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid