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碲化鋅是灰色或棕紅色粉末，是鋅和碲的化合物，化學式為ZnTe。通過升華可得寶石紅立方系晶體。在干燥空氣中穩(wěn)定，遇水則分解，放出有惡臭和有毒的碲化氫氣體。碲化鋅主要用于半導體和紅外材料，可用作熒光材料和磷光材料，還也可制作發(fā)光二極管、作紅外探測、輻射探測材料。碲化鋅對波長為0.65μm的光有透過性，對波長為1～8μm 的光的折射率為2.7。
現(xiàn)有技術中，制備碲化鋅的方法有兩種，包括干法和濕法。其中，干法是將碲和鋅在密閉氣氛中加熱到1000～1200℃后進行反應合成碲化鋅；濕法是將碲化鈉和乙酸鋅在水溶液中反應，生成黃棕色碲化鋅水合物沉淀。但干法的消耗時間長，濕法的產(chǎn)品質量難以保證，而且在制備碲化鋅的過程中，如遇到稀酸，則會反應放出具有劇毒的碲化氫(H2Te)，可見對制備碲化鋅要求非常高。
CN201410198138.7提供了一種碲化鋅的制備方法，整個制備工藝流程利用高壓合成 方法，時間短，所需要的設備少，過量系數(shù)低，在一定程度上降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。為解決上述問題，CN201410198138.7提供的一種碲化鋅的制備方法，包括：
A、向石墨坩堝內投入碲和鋅混合物料后通入惰性氣體排盡氧氣，密閉坩 堝；
B、將坩堝置于密閉的耐熱容器內，除盡耐熱容器內氧氣后通入惰性氣體；
C、將耐熱容器內壓力調節(jié)至0.6～3.0MPa，溫度升至1000～1500℃，再保溫1～4h后降溫；
D、降溫至小于60℃后排氣泄壓，取出混合物料，得到碲化鋅。
該方法具有以下優(yōu)點：將碲和鋅置于石墨坩堝內，待坩堝充滿惰性氣體后，置于密閉的耐熱容器內加壓加熱反應，整個制備工藝流程利用高壓合成方法，時間短，所需要的設備少，過量系數(shù)低， 在一定程度上降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率，同時，通過將坩堝放置在高壓爐內，避免了碲和鋅與其他工具的觸碰及使用，尤其避免了與石英質 地工具及爐體的觸碰及使用，有效避免了容易與本工藝發(fā)生反應的硅元素的引入，提高了碲化鋅的產(chǎn)品純度，有良好的經(jīng)濟效益。
碲化鋅可用于制備一種基于氧摻雜碲化鋅納米線陣列的太陽電池。圖1基于氧摻雜碲化鋅納米線陣列的太陽電池結構示意圖；其中A為立體圖，B為截面圖。
一種氧摻雜碲化鋅納米線陣列增強吸收的中間帶太陽電池結構，在中間帶太陽電池技術的基礎上，以納米線為吸收層進一步提升中間帶太陽電池的光轉換效率，為制備出高效太陽電池打下了堅實的基礎，有望實現(xiàn)下一代太陽電池向高 效、低成本的方向發(fā)展。基于氧摻雜碲化鋅納米線陣列的太陽電池，自上而下依次為：包裹了氧化鋅/氧摻雜碲化鋅/碲化鋅三層同軸包覆的納米線陣列頂端的n型 AZO透明導電薄膜、氧化鋅/氧摻雜碲化鋅/碲化鋅三層同軸包覆的(豎直的)納米線陣列、包裹納米線底端的PMDS支撐層和p型摻雜高導單晶硅層襯底，利用具有中間帶特性的氧化鋅/ 氧摻雜碲化鋅/碲化鋅三層同軸包覆的豎直納米線陣列作為光電吸收層；
在AZO透明導電薄 膜和p型摻雜高導單晶硅層分別引出電極；氧摻雜碲化鋅納米線陣列高度為5～10μm，直徑為100-300nm，氧摻雜碲化鋅中氧擴散摻雜濃度為1-5％,擴散層厚度在20～100nm；碲化鋅厚度為10～50nm；氧化鋅、氧摻雜 碲化鋅、碲化鋅三者形成同軸包覆結構，氧化鋅在最外層；在高分辨率場發(fā)射掃描電子顯微 鏡下觀察，每平方微米襯底表面上能觀察到的氧摻雜碲化鋅納米線數(shù)量應在2根以上。
制備方法：氧化鋅/氧摻雜碲化鋅/碲化鋅三層同軸包覆的納米線陣列的物理氣相 沉積在多溫區(qū)管式爐中完成；碲化鋅源是粉末狀碲化鋅晶體，置于氣流的上游并且位于管 式爐的一個溫區(qū)加熱段的中央；沉積碲化鋅納米線的襯底置于碲化鋅源的下游并且位于一 個溫區(qū)加熱段中央或兩加熱段之間；沉積過程中多個加熱段同時升溫以保證管式爐內溫度 分布均勻恒定,且保證蒸發(fā)源溫度維持在780～900℃，襯底溫度維持在380～450℃，保溫30 ～90分鐘，制備出均勻無缺陷的碲化鋅納米線；沉積碲化鋅所用催化劑金或者鉍，由電子束蒸發(fā)或磁控濺射工藝，鍍在用于沉積 碲化鋅的襯底上，再經(jīng)退火形成直徑25～100nm的顆粒；氣相輸運碲化鋅的輸運氣體使用高 純氮氣，流量由氣體流量計精確控制在50～200sccm，由碲化鋅源流向襯底；
襯底表面與氣 相輸運碲化鋅的氣流呈50°～80°角；在完成碲化鋅納米線的沉積后，將管式爐內氣氛置換為氧氣與氮氣的混合氣，升溫并維持在200～300℃，保溫2～20小時。碲化鋅納米線的表面形成氧化鋅層，同時氧擴散入碲化鋅晶格，形成氧摻雜碲化鋅層。三者形成氧化鋅/氧摻雜碲化鋅/碲化鋅同軸包覆納 米線結構。氧化鋅/氧摻雜碲化鋅/碲化鋅同軸包覆納米線陣列通過對碲化鋅納米線陣列在 氧氣與氮氣的混合氣氛下退火制備而成。
PDMS層通過注塑工藝制備，包裹在氧摻雜碲化鋅納米線的底端，注塑之后，通過氧 離子刻蝕露出納米線的頂端；PDMS層的厚度以包裹納米線陣列為準。經(jīng)過脈沖激光沉積的n型AZO透光層厚度為2～10μm，AZO層包裹氧摻雜碲化鋅納米 線的頂部，AZO層的透光率在85％以上，電阻率在10-4Ω·cm量級或者更低。氧摻雜碲化鋅具有中間帶能級，不僅可以吸收大于能量帶隙的光子，還可以通過價帶—中間帶、中間帶—導帶的電子躍遷方式吸收能量較小的光子，同時納米線結構使得 光生電子空穴對在內建電場作用下的漂移距離大幅縮短，降低了光生電子空穴的復合幾率從而增強太陽電池對光的吸收轉換效率。
有益效果：摻雜碲化鋅具有中間帶能級，可以以較高的效率吸收光子并產(chǎn)生電子空穴對；同時納米線結構減少了光生載流子的漂移距離，降低了光生載流子的復合幾率，因而這種太陽電池的光電轉換效率遠高于傳統(tǒng)太陽電池。本發(fā)明中中間帶納米線的使用，相對于常用薄膜吸收層，可以得到了更高的光電轉換效率。實驗表明由上述方法制備的太陽 電池，具有更高的光電轉換效率。
[1] 化合物詞典
[2]CN201410198138.7 一種碲化鋅的制備方法
[3]CN201610466410.4一種基于氧摻雜碲化鋅納米線陣列的太陽電池及制備方法