1、CuInS2是典型的Ⅰ-Ⅱ-Ⅵ2族半導(dǎo)體材料，具有半導(dǎo)體的典型特性。一般認(rèn)為，CuInS2具有三種晶型:黃銅礦型、閃鋅礦型和未知型。CuInS2的半導(dǎo)體類型（p型或n型）轉(zhuǎn)換可通過(guò)調(diào)節(jié)(Cu+In)/S的比例來(lái)控制。CuInS2具有1.5eV的禁帶寬度，十分接近太陽(yáng)能電池最佳的禁帶寬度1.45eV; CuInS2是直接帶隙半導(dǎo)體，減少了對(duì)載流子擴(kuò)散的要求，以上優(yōu)點(diǎn)表明CuInS2具有優(yōu)秀的催化活性，可用來(lái)作為染料敏化太陽(yáng)能電池的對(duì)電極材

2、料。石墨烯是具有超大的比表面積，優(yōu)秀的電子遷移率（超過(guò)15000mA·m-1·K-1），超強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度的二維碳材料，因而在太陽(yáng)能電池、鋰離子電池、超級(jí)電容器、海水淡化等方面具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。本文的研究目的是希望通過(guò)兩步水熱反應(yīng)將CuInS2和石墨烯復(fù)合在一起，兼具CuInS2優(yōu)秀的電催化活性以及石墨烯超高的電導(dǎo)性，從而提高對(duì)電極的電催化活性以及電池的光伏性能，以替代傳統(tǒng)的貴金屬Pt電極。
　　本文旨在通過(guò)兩步水熱反應(yīng)法并以維生素

3、C輔助還原來(lái)制備CuInS2和石墨烯的復(fù)合物。主要的研究過(guò)程如下:
　　以氯化亞銅、四水合氯化銦、硫脲、氧化石墨粉末為反應(yīng)原料，無(wú)水乙醇為溶劑，維生素C為還原劑合成了CuInS2/RGO復(fù)合物，并通過(guò)X-射線粉末衍射、拉曼光譜、掃面電子顯微鏡、透射電子顯微鏡測(cè)試對(duì)復(fù)合物的結(jié)晶度、形貌、氧化石墨的還原程度進(jìn)行表征。結(jié)果表明，復(fù)合物具有較好的結(jié)晶度且氧化石墨較好的還原為石墨烯。復(fù)合物的形貌是尺寸約為200nm的CuInS2納米顆粒均勻

4、的分散在褶皺狀的石墨烯片上。CuInS2納米顆粒的插入打破了石墨烯片層間的堆疊，增大了復(fù)合物的比表面積，從而更有利于電子的傳輸。而后，將復(fù)合物制作成對(duì)電極，并通過(guò)循環(huán)伏安、電化學(xué)阻抗、塔菲爾極化等手段測(cè)試了電極的電催化活性。循環(huán)伏安結(jié)果顯示，復(fù)合物對(duì)電極具有較高的氧化峰和還原峰，說(shuō)明其對(duì)I3-離子具有較強(qiáng)的催化還原能力。電化學(xué)阻抗譜顯示，復(fù)合物對(duì)電極具有較小的串聯(lián)阻抗、電荷傳輸阻抗、能斯特?cái)U(kuò)散阻抗。塔菲爾極化曲線顯示，復(fù)合物對(duì)電極具有較

5、大的J0和Jlim。結(jié)果表明，復(fù)合物對(duì)電極具有優(yōu)秀的電催化活性，與鉑電極的電催化活性十分接近。將對(duì)電極組裝成染料敏化太陽(yáng)能電池，并通過(guò)Keithley2410型數(shù)字表在模擬光源下測(cè)試，其電流密度-電壓曲線給出了電池的轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了6.96％。作為對(duì)照，我們同時(shí)也測(cè)試了RGO、CuInS2、鉑電極組裝的染料敏化太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。復(fù)合物的效率比復(fù)合物中單一成分材料的效率都要高，這說(shuō)明兩者的復(fù)合兼具石墨烯的高電導(dǎo)性和CuInS2的高催

6、化活性且兩者的協(xié)同催化作用提高了電池的光電轉(zhuǎn)換效率。
　　以氯化亞銅、四水合氯化銦、硫脲、氧化石墨乙醇溶液為反應(yīng)原料，無(wú)水乙醇為溶劑，維生素C為還原劑合成了石墨烯包裹CuInS2復(fù)合物。表征結(jié)果表明，復(fù)合物具有較好的結(jié)晶度、氧化石墨較好的還原為石墨烯，然而復(fù)合物微球的尺寸、形貌、以及石墨烯包裹的微球的個(gè)數(shù)都不具均一性。而后，電流密度-電壓曲線給出了電池的轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了6.4％，比復(fù)合物中單一成分材料的效率都要高，這說(shuō)明兩者的復(fù)合兼