1. 研究目的与意义（文献综述）
胶体半导体纳米晶由于具有独特的物理化学性质引起了社会高度重视[1,2]。在广泛的半导体纳米晶中，金属硫属化合物在光电、光催化、电化学和生物医学方面的应用中受到了高度关注[3]。人们一直在付出巨大的努力致力于合成II–VI族元素半导体粒子，例如CdS、CdSe和CdTe，由于其具有荧光性能和高的量子产量以及可调发射波长，使得它们在发光二极管和太阳能光电板方面有卓越的用途[4]。还有Ⅳ-Ⅵ族元素化合物量子点，如PdSe、PdS等，由于可以容易的通过改变其尺寸来调控其禁带宽度进而实现对近红外光和短波红外光的吸收[5]，因此非常适合于如红外量子点太阳能电池等光电子器件方面的应用[6,7]。尽管这些金属元素的纳米颗粒表现出了卓越的光学性质，新的无Cd（Pd）金属硫属化合物正被考虑在要求环境友好和低成本的应用中替换掉Cd和Pd[8,9]。在不同形式的铜的硫属化合物中，铜铟硫（CuInS2）由于其在光学和化学性质方面广泛的可调谐性而成为一种特别有发展前景的材料[8]。CuInS2属于ⅠB-ⅢA-ⅣA族化合物[10]，具有黄铜矿、闪锌矿和纤锌矿3种同素异形体结构[11,12]，其中黄铜矿是最常见的类型[12]，属于直接带隙半导体材料，带隙是1.50eV，接近太阳电池吸收材料的最佳禁带宽度（1.45eV）[9]，吸收系数较高为105cm-1左右，是直接能隙半导体[13]，可以减少对少数载流子扩散的要求，对热和电有良好的稳定性，不含任何有毒成分不会对环境造成影响[14,15]，非常有利于太阳电池对光子的吸收和载流子的收集。另外，CuInS2纳米材料有着可调控铜铟摩尔比的优点。有研究指出，不同铜铟摩尔比的CuCl和InCl3的混合物在作为溶剂的DDT中溶解度会发生变化[4]，因此我们可以推测，不同铜铟摩尔比的CuInS2纳米晶体在光电性能方面也会有不同的表现。合成CuInS2的方法主要包括水热法、微波法、热注入法和加热合成法等[5]，合成形式主要是制备出CuInS2量子点敏化太阳能电池[15]，而近期又有研究表明，通过晶种合成法，可以控制纳米颗粒的形态，生成其他形态的纳米晶体，如纳米盘、纳米棒等[4]，由于CuInS2量子点与光阳极的接触目前不能使光电子的转移达到最大效率，因此我们希望制备出不同形态的CuInS2纳米晶，以此研究不同形态和结晶相的CuInS2纳米颗粒的光电性能。
本课题采用晶种合成法合成CuInS2纳米颗粒，即先在低温条件下通过热注入法合成纳米团簇，在通过纳米颗粒的晶种为生成不同形态的CuInS2量子点提供成核中心。实验过程中，我们用CuCl作为铜源，InCl3作为铟源，（NH4)2S作为硫源，用DDT作为溶剂与表面活性剂。由于（NH4)2S对金属阳离子具有较高的反应活性，因此我们可以在低温下（60℃）将CuInS2纳米团簇（直径＜2nm且结晶度低）中间物分散[4]。通过改变加热合成法的反应条件，可以控制这些纳米团簇长成的CuInS2具有不同晶型（量子点、纳米盘和纳米棒）及不同的结晶相（黄铜矿结构和纤锌矿结构）。最后通过各种技术手段对其形貌和性能进行表征。
2. 研究的基本内容与方案
2.1 基本内容材料制备：以（nh4)s2作为硫源，在低温（60℃）下合成cuins2纳米团簇，随后依次为基础分别在不同的高温环境下合成不同形态（量子点、纳米盘和纳米棒）及结晶相（黄铜矿结构和纤锌矿结构）的cuins2纳米晶体。
材料表征：通过紫外可见吸收测试材料的光学性能，通过tem表征合成的纳米晶体的形貌结构，通过xrd和xps表征纳米晶体的元素构成。
2.2 研究目标
3. 研究计划与安排
第1~2周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。第2~8周：按照设计方案，制备cuins2纳米团簇和cuins2纳米晶体。
第8~12周：对制备的cuins2纳米晶体按照设计方案进行测试表征。
第12~14周：总结实验数据，完成并修改毕业论文。
4. 参考文献（12篇以上）
[1] danilo h. jara, seog joon yoon, kevin g. stamplecoskie,
prashant v.kamat. size-dependent photovoltaic performance of cuins2
quantum dot- sensitized solar cells[j]. chemistry of meterials, 2014,
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