随着传统能源的滥用及损耗，越来越多的节能环保新能源被人们广泛关注。太阳能因具有取之不尽、环保无污染等优点而进入人们的视线^[1]，但由于目前材料的发电效率比较低下，寻求一种更好更新的发电材料对于光伏发电产业的发展将会起到一个至关重要的作用^[2]，而量子点材料正好可以满足这些条件。作为一种新型荧光纳米材料，半导体量子点展现独特的尺寸依赖的光学性质^{[3, 4]}。与传统的有机荧光染料相比，量子点具有荧光发射峰连续可调，半峰宽窄，荧光量子产率高，荧光寿命长，激发光谱宽以及抗光漂白能力强等优点^[2,4]。因此，近年来，量子点在太阳能电池的应用逐渐受到研究者的关注。

CuInS₂三元化合物作为新型半导体量子点（QDs），因其绿色环保、禁带宽度合适（1.50 eV）和光吸收系数高（10⁵ cm^-1）等优点而成为一种理想的光吸收材料^{[2, 4-15]}。但是其稳定性一直不够好，容易团聚，特别是放在空气中还容易被氧化，限制了其在太阳能电池中的广泛应用。为了解决这一问题，研究者们开始尝试在CuInS₂量子点的表面包覆一层外壳以保护该量子点被氧化，制备了CuInS₂/ZnS，CuInS₂/CdS等核壳量子点^{[5, 11, 12]}，提高了量子点的稳定性，同时也增强了量子点的荧光性能。另外，表面掺杂如Al和Zn也是提高CuInS₂量子点的好方法，最近研究表明，Al掺杂可以在CuInS₂量子点表面形成致密的Al₂O₃层以保护量子点并防止其被氧化，也能提高量子点的稳定性和荧光发光性能^[15]。但是，Al₂O₃层的存在一直没有直接证据的支持，并且表面掺杂与量子点荧光性能的内在联系一直不清楚。因此，揭示这种内在关系对提高量子点的稳定性和荧光性能具有重要的意义。

综上所述，为了解决量子点稳定性差且荧光性能不好这一问题，本课题采用热注入法制备Zn和Al共掺杂CuInS₂量子点，利用Zn与多余的S形成ZnS，Al与O形成的Al₂O₃壳层来保护CuInS₂量子点，从而增强其稳定性和提高其荧光性能。并对所得到的CuInS₂量子点进行XRD、HRTEM、XPS、UV-vis、PL表征，研究该量子点的结构特征和光学性能，揭示Zn和Al表面掺杂CuInS₂量子点的形成过程，并探索表面掺杂Zn和Al对CuInS₂量子点荧光性能的影响规律，为以后量子点的制备、结构调控及其在太阳能方面的应用提供指导。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备：正十二硫醇（98%），碘化亚铜（99%），醋酸铟（99.99%），十八烯（ODE, 90%），乙酸锌（Zn(Ac)₂#8226;2H₂O,99%），油胺（OLA, 80-90%），丙酮（99.5%），己烷（97%）购于国药集团化学试剂有限公司；异丙醇铝（98%），1-正丁胺（99%），油酸（OA）购于上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

材料表征：TEM（透射电镜）测试仪器为日本JEOL JEM-2100F型透射电子显微镜，工作电压为200 kV。XRD（X射线衍射）。测试仪器为转靶X射线衍射仪，仪器的型号为RU-200B/D/MAX-RB RU-200B，所用靶材为Cu Ka(λ=1.540560 #197;)，测试功率为12 kW，测试角度范围为10°~90°（2θ）。UV-vis(紫外可见吸收光谱) 光谱测试仪器为日本岛津UV-1601型紫外-可见分光光度计，测量光谱最大范围为190~1100 nm，扫描步长为0.2 nm，扫描方式为快速扫描。XPS(x射线光电子能谱) 测试仪器为英国VG科技公司出产的VG Multilab 2000。

2.2 研究目标

1、掌握Zn和Al掺杂的量子点的合成方法；

2、掌握Zn和Al掺杂的量子点的结构和性能的表征方法；

2.3 技术方案