南臺(tái)科技大學(xué)機(jī)械系97學(xué)年度第2學(xué)期學(xué)生專題制作教學(xué)提綱

南臺(tái)科技大學(xué)機(jī)械系97學(xué)年度第2學(xué)期學(xué)生專題製作

錫硫化物之奈米粒子合成與特性分析指導(dǎo)老師：王聖璋副教授參賽組員：陳育民：嚴(yán)國瑋：蔡承諺班級(jí)：奈米三乙摘要硫化錫材料具有多變的能隙、顯著的光學(xué)異向性、紅外光範(fàn)圍內(nèi)有激發(fā)光等特性硫化錫半導(dǎo)體材料應(yīng)用在太陽能電池、感測器熱裂解法組裝合成錫硫化物奈米粒子(XRD)鑑定其結(jié)構(gòu)相、表面型態(tài)SEM觀察、

HR-TEM觀察其微結(jié)構(gòu)、UV-Vis量測紫外光之吸收及穿透度並計(jì)算其能隙前言能源開發(fā)的重要性，因而近期研究科學(xué)家致力於開發(fā)替代能源-太陽能目前太陽能電池元件中，其太陽能發(fā)電的轉(zhuǎn)換效率不佳，積極尋找高轉(zhuǎn)換效率的材料與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)藉由調(diào)整奈米結(jié)構(gòu)材料的晶粒尺寸與形狀，達(dá)到材料物性與化性的需求設(shè)計(jì)研究目的錫硫化物擁有良好光學(xué)性能、高光電轉(zhuǎn)換效率25%以上、與顯著的光學(xué)異向性應(yīng)用於太陽能電池材料與氣體感測器太陽輻射的光譜主要是以可見光為中心，換算成光子的能量，大約在0.3eV到~4eV錫硫化物的直接能隙約在1.3eV~2.35eV高效率的太陽能電池材料研究方法熱裂解法之合成為基礎(chǔ)氧化錫粉末及長鏈有機(jī)酸(油酸)製備出油酸錫化合物做為前驅(qū)物以氯化亞錫做起始反應(yīng)物及十八硫醇、硫粉、十二烷基硫酸鈉作為反應(yīng)劑添加界面活性劑，混合加熱至三口燒瓶中，進(jìn)而控制合成不同型態(tài)及晶相之錫硫化物針對產(chǎn)物進(jìn)行結(jié)構(gòu)、型態(tài)與材料物性作探討實(shí)驗(yàn)流程圖錫硫化物奈米粒子熱分析(TGA、DSC)晶體結(jié)構(gòu)分析(XRD、HR-TEM)奈米粒子型態(tài)分析(SEM、TEM)光學(xué)性質(zhì)分析(UV-vis)熱裂解法(加熱、攪拌)離心清洗添加界面活性劑、成核促進(jìn)劑(十八硫醇、硫粉、十二烷基硫酸鈉)(1)油酸錫錫(2)氯化亞錫氧化錫油酸溶解(加熱、攪拌)，冷卻實(shí)驗(yàn)步驟合成錫硫化物奈米粒子:油酸錫製備：取氧化錫市售粉末與油酸以當(dāng)量比例於三口瓶，加熱攪拌至澄清，待冷卻後為形成油酸錫錯(cuò)化合物由前驅(qū)物兩階段步驟合成：取前項(xiàng)合成的前驅(qū)物油酸錫添加界面活性劑(十八硫醇、硫粉、胺類溶液)進(jìn)行熱裂解反應(yīng)，觀察反應(yīng)熱液之變化，生成產(chǎn)物以大量的丙酮加以離心清洗，隨即得到奈米粉實(shí)驗(yàn)步驟由起始反應(yīng)物一階段步驟合成：以起始反應(yīng)物氯化亞錫添加界面活性劑(十二烷基硫酸鈉、硫粉、胺類溶液)進(jìn)行熱裂解反應(yīng)，觀察反應(yīng)熱液之變化，生成產(chǎn)物以大量的丙酮加以離心清洗，隨即得到奈米粉末產(chǎn)物型態(tài)及性質(zhì)分析產(chǎn)物以熱重分析儀(TGA)得知熱裂解溫度熱差分析儀(DSC)得知熱損失紅外線光譜儀(FT-IR)鑑定官能基XRD做結(jié)晶型態(tài)分析ESEM對表面型態(tài)觀察FEG-TEM用來高解析結(jié)構(gòu)分析UV-Visible做能隙值之測定預(yù)期結(jié)果不同前驅(qū)物比例所得的油酸錫錯(cuò)化合物與硫化錫之影響得到不同溶劑及反應(yīng)物之配置