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JP5007293B2 - Method for producing chalcogen compound powder - Google Patents
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Description

本発明は、薄膜太陽電池の光吸収層、蛍光体、ペルチェ素子用の電極膜の形成等に用いられるカルコゲン系元素を含んだカルコゲン化合物粉の製造方法に関し、特に、安価で安全にカルコゲン化合物粉を生成するカルコゲン化合物粉の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a chalcogen compound powder containing a chalcogen-based element used for forming a light absorption layer of a thin-film solar cell, a phosphor, an electrode film for a Peltier element, and the like, and in particular, cheap and safe chalcogen compound powder. The present invention relates to a method for producing a chalcogen compound powder producing

金属化合物のナノサイズ粉として、例えば半導体ナノ結晶、特に、テルル化カドミウム(CdTe)、セレン化カドミウム(CdSe)、及び硫化カドミウム(CdS)、銅インジウムガリウムセレン(CuInGaSe)、銅インジウムセレン(CuInSe)等は、径のサイズ効果による光吸収スペクトルの制御や発光の制御が可能な他に、化合物のバンドギャップの制御が固溶体の形成により可能であるために太陽電池への応用にも近年、研究開発が活発に行われている。   As nano-sized powders of metal compounds, for example, semiconductor nanocrystals, especially cadmium telluride (CdTe), cadmium selenide (CdSe), cadmium sulfide (CdS), copper indium gallium selenium (CuInGaSe), copper indium selenium (CuInSe) In addition to being able to control the light absorption spectrum and light emission by the size effect of the diameter, the band gap of the compound can be controlled by the formation of a solid solution. Is being actively conducted.

カルコゲン化合物のナノ粒子であるCdSeナノ結晶の合成方法の一例としてジメチルカドミウム(Cd(CH)をカドミウム前駆物質として使用するCdSeナノ結晶の合成は、Murrayらの最初の報告(非特許文献1参照。)以降、開発されてきた。なお、本願で、カルコゲン化合物とは、金属元素の1種以上とSe、S、Teから選択される元素の1種以上を構成元素とする化合物を示す。Barbera−Guillemらは、Murrayらの方法を使用したナノ結晶の生成のための連続流動法を開示している(特許文献1参照。)。 The synthesis of CdSe nanocrystals using dimethylcadmium (Cd (CH 3 ) 2 ) as a cadmium precursor as an example of a method for synthesizing CdSe nanocrystals that are nanoparticles of chalcogen compounds was first reported by Murray et al. Since 1), it has been developed. In the present application, the chalcogen compound refers to a compound having one or more metal elements and one or more elements selected from Se, S, and Te as constituent elements. Barbera-Guillem et al. Discloses a continuous flow method for the production of nanocrystals using the method of Murray et al. (See Patent Document 1).

この合成方法は、非常に毒性が高く、発火性であり、高価であり、そして室温で不安定であるジメチルカドミウムなどの有機金属化合物を前駆物質として使用する必要がある。Cd(CHを前駆物質として使用するナノ結晶合成に必要な標準的注入温度(340から360℃)では、発火性を有するCd(CHが、大量に発生するので、安全上の対策にコストがかかる等の課題がある。これらの理由から、Cd(CHが関連する合成方法は実験及び条件が非常に制限され、そのため大規模合成には適していない。同様に他のカルコゲン元素を含んだ半導体ナノ結晶を作製する場合にも、アルキル金属化合物や金属アルコキシドを用いた場合も蒸気圧は高く、爆発の危険性もあり、またガスが毒性を持つので安全上の対策にコストがかかる課題がある。 This synthetic method requires the use of organometallic compounds such as dimethylcadmium as precursors that are very toxic, ignitable, expensive, and unstable at room temperature. At the standard injection temperature (340 to 360 ° C.) required for nanocrystal synthesis using Cd (CH 3 ) 2 as a precursor, ignitable Cd (CH 3 ) 2 is generated in large quantities. There are problems such as the cost of the countermeasures. For these reasons, synthetic methods involving Cd (CH 3 ) 2 are very limited in experimentation and conditions and are therefore not suitable for large scale synthesis. Similarly, when producing semiconductor nanocrystals containing other chalcogen elements, the use of alkyl metal compounds and metal alkoxides is also safe because of high vapor pressure, danger of explosion, and the toxicity of gases. There is a problem that the above measures are costly.

そのため、安価で非発火性の材料として金属酸化物または金属塩を前駆物質として使用し、金属酸化物または金属塩を配位子及び配位溶媒と混合させて溶解性金属錯体を生成させ、元素カルコゲン前駆物質(セレン(Se)、テルル(Te)、または硫黄(S)など)を加えて、ナノ結晶が生成される方法も知られている(特許文献2参照。)。このような金属錯体の陽イオン種としての配位子は、長鎖脂肪アミンまたは脂肪酸、ホスホン酸、及びホスフィンオキシドが挙げられる。これらの群に含まれる具体的な種類としては、ドデシルアミン(DA)、ヘキサデシルアミン(HA)、オクタデシルアミン(OA)、ステアリン酸(SA)、ラウリン酸(LA)、ヘキシルホスホン酸(HPA)、テトラデシルホスホン酸(TDPA)、及びトリオクチルホスフィンオキシド(TOPO)が挙げられる。   Therefore, a metal oxide or metal salt is used as a precursor as an inexpensive and non-ignitable material, and the metal oxide or metal salt is mixed with a ligand and a coordination solvent to form a soluble metal complex. There is also known a method in which a chalcogen precursor (such as selenium (Se), tellurium (Te), or sulfur (S)) is added to form nanocrystals (see Patent Document 2). Ligands as cationic species of such metal complexes include long chain fatty amines or fatty acids, phosphonic acids, and phosphine oxides. Specific types included in these groups include dodecylamine (DA), hexadecylamine (HA), octadecylamine (OA), stearic acid (SA), lauric acid (LA), hexylphosphonic acid (HPA). , Tetradecylphosphonic acid (TDPA), and trioctylphosphine oxide (TOPO).

この際、配位子の融点が高すぎる場合、その配位子は高温で固体のままであるので、有用な配位溶媒としては機能しない。この場合、このような配位子は別の溶媒と併用する必要がある。このような配位子を持つ金属錯体を形成するために、加熱させることにより金属酸化物または塩は、安定な溶解性金属錯体に変化させている。そこで、金属錯体は前駆物質種を配位子単独と混合することによって生成可能であり、また溶媒が使用される場合には、溶解性錯体は前駆物質種を配位子/溶媒分子と混合することによって生成可能である。   At this time, if the melting point of the ligand is too high, the ligand remains solid at high temperature and does not function as a useful coordination solvent. In this case, such a ligand needs to be used in combination with another solvent. In order to form a metal complex having such a ligand, the metal oxide or salt is changed to a stable soluble metal complex by heating. Thus, a metal complex can be formed by mixing a precursor species with the ligand alone, and if a solvent is used, a soluble complex mixes the precursor species with the ligand / solvent molecule. Can be generated.

例えば、金属元素がカドミウムであるカルコゲン化合物粉を合成する場合では、酸化カドミウム(CdO)または酢酸カドミウム(Cd(Ac))に、ホスホン酸またはカルボン酸などの配位子が加えられる場合、得られるカドミウム錯体は、それぞれホスホン酸カドミウムまたはカルボン酸カドミウムのいずれかである。最後に、カルコゲン元素の前駆物質(Se、Te、またはSなど)が、溶解したカドミウム錯体に加えられて、制御可能な速度でナノ結晶(カルコゲン化合物粉)の生成が終了される。例えば、CdOがカドミウムの原料物質として使用される場合、カルコゲン元素の前駆物質を変えることによってCdSe、CdTe、CdS、またはその他の種類の金属元素がカドミウムであるカルコゲン化合物粉(ナノ結晶)を合成することが可能である。
米国特許第6,179,912号明細書 特表2004−510678号公報 Journal of the American Chemical Society(1993)、115、8706−8715
For example, when synthesizing a chalcogen compound powder in which the metal element is cadmium, a ligand such as phosphonic acid or carboxylic acid is added to cadmium oxide (CdO) or cadmium acetate (Cd (Ac) 2 ). The cadmium complexes obtained are either cadmium phosphonate or cadmium carboxylate, respectively. Finally, a chalcogen element precursor (such as Se, Te, or S) is added to the dissolved cadmium complex to terminate the formation of nanocrystals (chalcogen compound powder) at a controllable rate. For example, when CdO is used as a cadmium source material, a chalcogen compound powder (nanocrystal) in which CdSe, CdTe, CdS, or other type of metal element is cadmium is synthesized by changing the precursor of the chalcogen element. It is possible.
US Pat. No. 6,179,912 Japanese translation of PCT publication No. 2004-510678 Journal of the American Chemical Society (1993), 115, 8706-8715.

ところが、このような配位子を用いた合成方法では、金属元素の種類により配位子を変えて金属錯体を形成する必要があり、合成するカルコゲン化合物が2セレン化銅ガリウム(CuGaSe)や2セレン化銅インジウム(CuInSe)のような三元系やCuIn1−xGaSeのような四元系の場合には目的とするカルコゲン化合物を得ることが困難であった。また二元系のセレン化第一銅(CuSe)のような化合物の場合には配位子の選定が難しい場合もある。更に配位子を含んだ排水の処理に問題が生じていた。例えばヘキシルホスホン酸(HPA)、テトラデシルホスホン酸(TDPA)、及びトリオクチルホスフィンオキシド(TOPO)はいずれにしても毒性を持つため、排水中に含まれるこれらの化合物を除去する排水処理が必要で、排水処理コストが高い課題があった。また、三元系以上のカルコゲン化合物を得ることが困難であった。 However, in the synthesis method using such a ligand, it is necessary to change the ligand depending on the type of metal element to form a metal complex, and the chalcogen compound to be synthesized is copper gallium selenide (CuGaSe 2 ) or In the case of a ternary system such as copper indium selenide (CuInSe 2 ) or a quaternary system such as CuIn 1-x Ga x Se 2 , it is difficult to obtain a target chalcogen compound. In the case of a compound such as binary cuprous selenide (Cu 2 Se), it may be difficult to select a ligand. Furthermore, there has been a problem in the treatment of wastewater containing ligands. For example, since hexylphosphonic acid (HPA), tetradecylphosphonic acid (TDPA), and trioctylphosphine oxide (TOPO) are toxic in any case, wastewater treatment for removing these compounds contained in wastewater is necessary. There was a problem of high wastewater treatment costs. Moreover, it is difficult to obtain a ternary or higher chalcogen compound.

ジメチルカドミウムなどの有機金属化合物を前駆物質として使用する製法の場合には、前記有機金属化合物が、高価であること、更に、有毒性、発火性を有し、安全対策コストがかさむ課題があった。   In the case of a production method using an organometallic compound such as dimethylcadmium as a precursor, the organometallic compound is expensive, and further has a problem of being toxic and ignitable and increasing the cost of safety measures. .

本発明は、係る課題に鑑みてなされたものであり、沸点が200℃以上である還元性溶媒に金属水酸化物または金属酸化物の金属化合物粉末と、硫黄、セレン、テルルから選択される単体、または前記元素群から選択される1種以上を含む化合物を添加して混合溶媒を生成する工程と、該混合溶媒を200℃〜500℃の温度で加熱する工程と、を具備することにより解決するものである。 The present invention has been made in view of such problems, and a simple substance selected from a metal hydroxide or a metal compound powder of a metal oxide, sulfur, selenium, and tellurium as a reducing solvent having a boiling point of 200 ° C. or higher. Or a step of adding a compound containing one or more selected from the group of elements to form a mixed solvent, and a step of heating the mixed solvent at a temperature of 200 ° C. to 500 ° C. To do.

また、前記混合溶媒は、220℃〜400℃で加熱することを特徴とするものである。   The mixed solvent is heated at 220 ° C. to 400 ° C.

また、前記金属化合物粉末が、遷移金属元素、III族金属元素、及びVI族金属元素からなる群より選択される化合物を含むことを特徴とするものである。   In addition, the metal compound powder includes a compound selected from the group consisting of a transition metal element, a group III metal element, and a group VI metal element.

また、前記遷移金属元素が、Fe、Co、Cu、Cr、Mn、Ni、Cd、Zn、Ti、V、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Dy、Er、Ybの中、1種以上を含むことを特徴とするものである。   Further, the transition metal element is Fe, Co, Cu, Cr, Mn, Ni, Cd, Zn, Ti, V, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Er, Yb, It is characterized by including 1 or more types.

また、前記III族金属元素が、Al、Ga、Tl及びInを含むことを特徴とするものである。   Further, the group III metal element contains Al, Ga, Tl and In.

また、前記VI族金属元素がSn及びPbを含むことを特徴とするものである。   Further, the group VI metal element contains Sn and Pb.

また、前記還元性溶媒は、沸点が220℃から400℃の範囲のアルコール系溶媒であることを特徴とするものである。   Further, the reducing solvent is an alcohol solvent having a boiling point in the range of 220 ° C. to 400 ° C.

また、前記金属酸化物は、70℃〜300℃の範囲内で前記金属水酸化物を加熱する水酸化物の脱水反応によって得られることを特徴とするものである。   The metal oxide is obtained by a dehydration reaction of a hydroxide that heats the metal hydroxide within a range of 70 ° C to 300 ° C.

また、前記金属化合物粉末は、金属塩を溶媒に溶解し、アルカリを添加して生成することを特徴とするものである。   The metal compound powder is produced by dissolving a metal salt in a solvent and adding an alkali.

更に、前記金属塩が、金属ハロゲン化物、金属カルボン酸塩、金属炭酸塩、金属硝酸塩、金属硫酸塩のいずれかの群より選択されることを特徴とするものである。   Furthermore, the metal salt is selected from the group consisting of metal halides, metal carboxylates, metal carbonates, metal nitrates, and metal sulfates.

本発明によれば、安価な金属塩を原料として、金属の1種以上と硫黄、セレン、テルルから選択される1種以上の化合物(カルコゲン化合物)のナノ粒子粉(ナノ結晶粉)を生成することができる。原料として有機金属を使用せず、また金属錯体を中間体としないため、製造コストが安価で、且つ排水中に有機系の毒性物質が排出しない安全な方法で、高い結晶性を有し、TEM粒子径が40nm以下のナノ粒子であるカルコゲン化合物粉を製造する方法を提供できる。   According to the present invention, a nanoparticle powder (nanocrystal powder) of one or more kinds of metals and one or more kinds of compounds (chalcogen compounds) selected from sulfur, selenium, and tellurium is generated using an inexpensive metal salt as a raw material. be able to. Since no organic metal is used as a raw material and no metal complex is used as an intermediate, the production cost is low, and it is a safe method that does not discharge organic toxic substances in the wastewater. A method for producing a chalcogen compound powder that is nanoparticles having a particle diameter of 40 nm or less can be provided.

以下、本実施形態を、図1から図35を参照して詳細に説明する。図1は本実施形態のカルコゲン化合物粉の製造方法を示すフロー図である。   Hereinafter, the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 1 is a flowchart showing a method for producing a chalcogen compound powder of the present embodiment.

本実施形態のカルコゲン化合物粉の製造方法は、金属水酸化物または金属酸化物の1種以上からなる金属化合物粉末と還元性溶媒とを混合し、硫黄(S)、セレン(Se)、テルル(Te)から選択される1種以上からなる(単体または)化合物を添加して混合溶媒を生成する工程と、前記混合溶媒を200℃〜500℃の温度で加熱する工程と、を有する。この方法により、平均粒径が40nm以下であるカルコゲン化合物粉を得ることができる。   The manufacturing method of the chalcogen compound powder of this embodiment mixes the metal compound powder which consists of 1 or more types of a metal hydroxide or a metal oxide, and a reducing solvent, sulfur (S), selenium (Se), tellurium ( And a step of adding a compound (one or more) selected from Te) to form a mixed solvent, and a step of heating the mixed solvent at a temperature of 200 ° C to 500 ° C. By this method, a chalcogen compound powder having an average particle size of 40 nm or less can be obtained.

原料となる金属化合物粉末は、金属水酸化物または金属酸化物の粉末を使用できる。金属水酸化物は、金属塩を溶媒に溶解し、アルカリを添加して生成できる。また、金属酸化物の粉末は、金属水酸化物を酸化(脱水)して得ることができる。   The metal compound powder used as a raw material can be a metal hydroxide or a metal oxide powder. The metal hydroxide can be produced by dissolving a metal salt in a solvent and adding an alkali. The metal oxide powder can be obtained by oxidizing (dehydrating) a metal hydroxide.

以下、金属塩を出発原料とした場合を例に説明するが、金属水酸化物または金属酸化物の金属化合物粉末を出発原料とすることもできる。   Hereinafter, a case where a metal salt is used as a starting material will be described as an example, but a metal hydroxide or a metal compound powder of a metal oxide can also be used as a starting material.

すなわち本実施形態は、金属塩を溶媒に溶解し、アルカリを添加して金属の水酸化物を沈殿させた後に、デカンテーションや遠心沈降、ろ過等を行い、必要に応じて水洗し、乾燥して金属水酸化物を得る。または金属水酸化物を酸化(脱水)して金属酸化物の金属化合物粉末を得たもの、もしくは出発原料として水酸化物や酸化物の金属化合物粉末を還元性溶媒に混合し、還元性溶媒にカルコゲン源を添加した状態で加熱し、所定のカルコゲン化合物を生成するものである。使用する金属化合物およびカルコゲン源の種類を選択することにより、多様なカルコゲン化合物粉を得ることができる。   That is, in this embodiment, after dissolving a metal salt in a solvent and adding an alkali to precipitate a metal hydroxide, decantation, centrifugal sedimentation, filtration, etc. are performed, washed with water as necessary, and dried. To obtain a metal hydroxide. Alternatively, a metal hydroxide metal compound powder obtained by oxidizing (dehydrating) a metal hydroxide, or a hydroxide or oxide metal compound powder as a starting material is mixed in a reducing solvent, and the reducing solvent is used. It heats in the state which added the chalcogen source, and produces | generates a predetermined | prescribed chalcogen compound. By selecting the type of metal compound and chalcogen source to be used, various chalcogen compound powders can be obtained.

本実施形態の金属塩は、金属ハロゲン化物、金属カルボン酸塩、金属炭酸塩、金属硝酸塩、金属硫酸塩のいずれかの群より選択される。   The metal salt of this embodiment is selected from any group of metal halides, metal carboxylates, metal carbonates, metal nitrates, and metal sulfates.

具体的には、出発原料となる金属塩として、例えばハロゲン化金属塩としては、塩化第二銅(CuCl)、塩化カドミウム(CdCl)、塩化インジウム(InCl)、臭化銅(CuBr)、ヨウ化銅(CuI)等の金属塩化物、金属臭化物、金属ヨウ化物、金属フッ化物が代表的に挙げられ、金属の強酸塩として、硫酸銅(CuSO)、硝酸第二銅(Cu(NO)、硫酸インジウム(In(SO)のような硫酸塩、硝酸塩が挙げられる。その他には、酢酸塩、蟻酸塩、シュウ酸塩等のカルボン酸を用いた酢酸銅(Cu(CHCOO))、蟻酸第二銅(Cu(HCOO))、シュウ酸銅(Cu(COO))等の金属塩がある。これらの塩類に結晶水を含んだものでも良い。 Specifically, as a metal salt used as a starting material, for example, a metal halide salt includes cupric chloride (CuCl 2 ), cadmium chloride (CdCl 3 ), indium chloride (InCl 3 ), copper bromide (CuBr 2 ). ), Metal iodides such as copper iodide (CuI 2 ), metal bromides, metal iodides, metal fluorides, and the like. As strong metal salts, copper sulfate (CuSO 4 ), cupric nitrate ( Examples thereof include sulfates and nitrates such as Cu (NO 3 ) 2 ) and indium sulfate (In 2 (SO 4 ) 3 ). In addition, copper acetate (Cu (CH 3 COO) 2 ), cupric formate (Cu (HCOO) 2 ), copper oxalate (Cu (Cu (CH)) using carboxylic acids such as acetate, formate and oxalate There are metal salts such as COO) 2 ). These salts may contain water of crystallization.

金属塩に含まれる金属元素の種類としては、3d、4f系の遷移金属元素またはIII族金属元素またはVI族金属元素の中から少なくとも一種以上含んだものである。3d、4f系の遷移金属元素としては、鉄(Fe)、コバルト(Co)、銅(Cu)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、ニッケル(Ni)、カドミウム(Cd)、亜鉛(Zn)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、ランタン(La)、セリウム(Ce)、プラセオジム(Pr)、ネオジム(Nd)、サマリウム(Sm)、ユウロピウム(Eu)、ガドリニウム(Gd)、ジスプロシウム(Dy)、エルビウム(Er)、イッテルビウム(Yb)が挙げられる。またIII族金属元素としては、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、タリウム(Tl)及びインジウム(In)が挙げられる。またVI族金属元素としては、スズ(Sn)及び鉛(Pb)が挙げられる。   The metal element contained in the metal salt includes at least one of 3d and 4f transition metal elements, group III metal elements, and group VI metal elements. 3d and 4f transition metal elements include iron (Fe), cobalt (Co), copper (Cu), chromium (Cr), manganese (Mn), nickel (Ni), cadmium (Cd), and zinc (Zn). , Titanium (Ti), vanadium (V), lanthanum (La), cerium (Ce), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), samarium (Sm), europium (Eu), gadolinium (Gd), dysprosium (Dy) , Erbium (Er), and ytterbium (Yb). Examples of Group III metal elements include aluminum (Al), gallium (Ga), thallium (Tl), and indium (In). In addition, examples of the Group VI metal element include tin (Sn) and lead (Pb).

これらの金属塩を水やアルコール等の極性溶媒に溶解させる。その後、アルカリを添加することにより中和して金属水酸化物を生成する。詳細には、アンモニア水溶液、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、またはアミノ基を持つアルカリ性有機化合物によって金属水酸化物として沈殿させる。この際、得ようとするカルコゲン化合物が複数の金属元素を含有する化合物の場合、金属塩の構成として、前記カルコゲン化合物と同じ金属元素比を有する金属水酸化物の沈殿を得るために、少なくとも二種以上の金属塩を用いて金属水酸化物の生成をおこなう。具体的に例えば、CuInSeを作製する場合には、銅(Cu)とインジウム(In)の原子比が1対1になるように、銅の塩とインジウムの塩を原料として用い、金属水酸化物を生成する。このため、例えば硝酸塩のCu(NOと三硝酸インジウム(In(NO)を水酸化ナトリウム水溶液により、CuとInの水酸化物として生成させる。また、銅の水酸化物とインジウムの水酸化物を別々に生成させ、それらを使用することも、可能である。 These metal salts are dissolved in a polar solvent such as water or alcohol. Then, it neutralizes by adding an alkali and produces | generates a metal hydroxide. Specifically, it is precipitated as a metal hydroxide by an aqueous ammonia solution, sodium hydroxide, potassium hydroxide, or an alkaline organic compound having an amino group. At this time, in the case where the chalcogen compound to be obtained is a compound containing a plurality of metal elements, at least two of the metal salt components are obtained in order to obtain a metal hydroxide precipitate having the same metal element ratio as the chalcogen compound. Metal hydroxide is generated using metal salts of more than seeds. Specifically, for example, when producing CuInSe 2 , metal hydroxide is used using a copper salt and an indium salt as raw materials so that the atomic ratio of copper (Cu) and indium (In) is 1: 1. Produce things. For this purpose, for example, nitrates such as Cu (NO 3 ) 2 and indium trinitrate (In (NO 3 ) 3 ) are produced as a hydroxide of Cu and In by a sodium hydroxide aqueous solution. It is also possible to produce copper hydroxide and indium hydroxide separately and use them.

これらの金属水酸化物を含むスラリーを遠心脱水機、高速遠心沈降管、またはフィルタープレス、ヌッチェ等により反応副産物を含んだ溶媒を一度除去して、水やエタノール等の極性溶媒に再分散して、更に溶媒を除去するという操作を繰り返し、洗浄を行う。洗浄は、残液(ろ液)の導電率が10−1Sm以下になるまで繰り返すことが望ましい。特にアルカリ金属は残留すると揮発しないために不純物元素として残ることになるので問題となる。 The slurry containing these metal hydroxides is removed once with a centrifugal dehydrator, a high-speed centrifugal settling tube, or a filter press, Nutsche, etc., and then redispersed in a polar solvent such as water or ethanol. Further, the operation of removing the solvent is repeated to perform washing. It is desirable that the washing is repeated until the conductivity of the residual liquid (filtrate) becomes 10 −1 Sm or less. In particular, if alkali metal remains, it does not volatilize and therefore remains as an impurity element, which is a problem.

洗浄を行うことにより反応不純物を除去できる。本実施形態の中和におけるpHの終了点はアルカリ性であることが好ましい。そのpHは特に限定されるものではないが、例えば10以上でも良い。また、水洗によるろ液の導電率が低いほど良いが、pHが中性に近付くと金属水酸化物自体が溶出するために組成が変わるので、前記ろ液のpHは、7.5以上に維持することが望ましい。   Reaction impurities can be removed by washing. The end point of the pH in the neutralization in this embodiment is preferably alkaline. The pH is not particularly limited, but may be 10 or more, for example. Moreover, the lower the conductivity of the filtrate by washing with water, the better. However, when the pH approaches neutral, the metal hydroxide itself elutes and the composition changes, so the pH of the filtrate is maintained at 7.5 or higher. It is desirable to do.

その後金属水酸化物を例えば70℃から90℃で乾燥させ、金属水酸化物の粉末(金属化合物粉末)を得る。この際、乾燥温度は、特に限定されず、真空乾燥にすることにより乾燥温度を下げることが出来る。また乾燥温度は200℃以上であっても良い。   Thereafter, the metal hydroxide is dried, for example, at 70 to 90 ° C. to obtain a metal hydroxide powder (metal compound powder). At this time, the drying temperature is not particularly limited, and the drying temperature can be lowered by vacuum drying. The drying temperature may be 200 ° C. or higher.

また、上記の金属水酸化物を加熱し、酸化して金属酸化物の粉末(金属化合物粉末)を生成してもよい。   The metal hydroxide may be heated and oxidized to produce a metal oxide powder (metal compound powder).

具体的には、洗浄によってろ液の導電率を10−1Sm以下にした、金属水酸化物を含むスラリーの含水率を50パーセント以下に調整し、このスラリー(またはケーキ)を再度、溶媒に分散させる。 Specifically, the moisture content of the slurry containing the metal hydroxide, in which the conductivity of the filtrate was reduced to 10 −1 Sm or less by washing, was adjusted to 50% or less, and this slurry (or cake) was used again as a solvent. Disperse.

金属水酸化物を含む溶媒を空気、窒素、アルゴン等のガスを導入して水を外部に蒸発させ(バブリングし)、溶媒の温度を70℃〜300℃の範囲内で加熱することで、溶媒中の金属水酸化物は、金属酸化物、もしくは金属酸化物と金属水酸化物の混合物となり、凝集している金属水酸化物が解離して、溶媒中に一次粒子のサイズとして1nm〜200nmの粉が未焼結の状態で存在する状態とすることができる。   By introducing a gas such as air, nitrogen, or argon into a solvent containing a metal hydroxide to evaporate water (bubbling) to the outside, the solvent temperature is heated within a range of 70 ° C. to 300 ° C. The metal hydroxide inside becomes a metal oxide or a mixture of metal oxide and metal hydroxide, the aggregated metal hydroxide dissociates, and the size of primary particles in the solvent is 1 nm to 200 nm. It can be set as the state where powder exists in an unsintered state.

この際、溶媒分子自体を前記の粒子に化学結合、もしくは物理吸着の形態で包むことにより溶媒中に分散させても良い。もしくは溶媒に界面活性剤を添加して溶媒に対して前記の粒子を分散させても良い。このように溶媒に分散した粒子においては、粒子に表面処理や粒子と他の反応処理において、粒子間の凝集や焼結を防ぐことが出来るので望ましい。   At this time, the solvent molecules themselves may be dispersed in the solvent by wrapping the particles in the form of chemical bonds or physical adsorption. Alternatively, a surfactant may be added to the solvent to disperse the particles in the solvent. The particles dispersed in the solvent in this way are desirable because the particles can be prevented from agglomerating and sintering during surface treatment or other reaction treatment with the particles.

この酸化時の反応は溶媒中に水を放出するので、上記の如くバブリングでも良いが、オートクレーブ中で高温にして酸化反応を促進させても良い。   Since the reaction during the oxidation releases water into the solvent, bubbling may be performed as described above, but the oxidation reaction may be promoted by raising the temperature in an autoclave.

また、ここでは金属水酸化物を洗浄した後に金属酸化物を生成した場合を例に示したが、金属水酸化物を生成してから同一溶媒中にて加熱して金属酸化物を生成した後に、洗浄操作を行っても良い。また、金属水酸化物生成とカルコゲン化反応を同一溶媒中でおこなう場合、カルコゲン化反応の後で洗浄操作を行っても良い。いずれの段階においても洗浄を行うことにより反応不純物を適正に除去できる。   In this example, the metal oxide is produced after washing the metal hydroxide. However, after the metal hydroxide is produced and heated in the same solvent, the metal oxide is produced. A cleaning operation may be performed. Moreover, when performing a metal hydroxide production | generation and a chalcogenation reaction in the same solvent, you may perform washing | cleaning operation after a chalcogenation reaction. In any stage, the reaction impurities can be appropriately removed by washing.

次に、金属水酸化物あるいは金属酸化物の金属化合物粉末と還元性溶媒を混合し、S、Se、Teから選択される単体、または前記元素群から選択される1種以上を含む化合物を添加して混合溶媒を生成し、これを加熱する。   Next, a metal hydroxide or a metal compound powder of metal oxide and a reducing solvent are mixed, and a simple substance selected from S, Se, Te, or a compound containing one or more selected from the element group is added. To produce a mixed solvent, which is heated.

ここで、還元性溶媒とは、金属水酸化物あるいは金属酸化物の金属化合物粉末(以下金属化合物粉末)と、S、Se、Teから選択される単体、または前記元素群から選択される1種以上を含む化合物を溶媒中に共存させ、加熱した際、前記金属化合物から酸素原子を奪い、結果としてカルコゲン化合物を生成する能力を有する溶媒を指す。還元性溶媒としては、その沸点が、200℃以上であるものが好適であり、220℃以上であるものが特に好適である。後述するように、カルコゲン化合物を得るためには、還元性溶媒を200℃以上、好ましくは220℃以上に加熱する必要があり、還元性溶媒の沸点が前記温度範囲であれば、常圧下でカルコゲン化合物を得る反応を行なえる。反応を加圧下で行なう場合には、沸点が200℃未満の溶媒も使用できる。   Here, the reducing solvent is a metal hydroxide or a metal compound powder of metal oxide (hereinafter referred to as a metal compound powder), a simple substance selected from S, Se, and Te, or one kind selected from the element group. When the compound containing the above is coexisted in a solvent and heated, it refers to a solvent having the ability to deprive the metal compound of oxygen atoms and consequently generate a chalcogen compound. As the reducing solvent, those having a boiling point of 200 ° C. or higher are preferable, and those having a boiling point of 220 ° C. or higher are particularly preferable. As will be described later, in order to obtain a chalcogen compound, it is necessary to heat the reducing solvent to 200 ° C. or higher, preferably 220 ° C. or higher. If the boiling point of the reducing solvent is within the above temperature range, the chalcogen is generated under normal pressure. The reaction to obtain the compound can be performed. When the reaction is carried out under pressure, a solvent having a boiling point of less than 200 ° C. can also be used.

還元性溶媒の一例として、沸点が100℃から400℃の範囲のアルコール系溶媒が挙げられる。カルコゲン化反応を常圧でおこなうためには、沸点は200℃以上であることが好ましく、220℃以上であることが更に好ましく、カルコゲン化合物の収率も考慮すると250℃以上が一層好ましい。   An example of the reducing solvent is an alcohol solvent having a boiling point in the range of 100 ° C to 400 ° C. In order to perform the chalcogenation reaction at normal pressure, the boiling point is preferably 200 ° C. or higher, more preferably 220 ° C. or higher, and further preferably 250 ° C. or higher in consideration of the yield of the chalcogen compound.

具体的には、還元性溶媒のとして、一価アルコール、または二価アルコールのグリコールがある。一価アルコールとしては、例えば、ブチルアルコール、アミルアルコール、ヘキシルアルコール、ヘプチルアルコール、オクチルアルコール、デシルアルコール、ノニルアルコール、シクロペンタノール、ベンジルアルコール、シンナミルアルコール等がある。グリコール系の溶媒としては、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ヘプタンジオール、オクタンジオール、ノナンジオール、デカンジオール、ベンズピナコール、ヒドロベンゾイル、シクロペンダジオール、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジオール、グリコール酸アミド、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセタート等があり、分子量の大きいものではポリエチレングリコール、ポリエチレングリコールエステル、ポリエチレングリコールエーテルがある。特にグリコール、ジオール系のものは水酸基を二つ持つものであるため、極性を持ち、粉の分散性に寄与するので望ましい。このような溶媒としては、例えば−CH−CHOH、または−CHR−CHOH、−CR−CHOH、=CHCHOH、=CRCHOH (R、R、R:側鎖)を分子中に含まれるもので、且つ溶媒の沸点は少なくとも100℃以上のものである。更にはアルデヒド基−CHOを持つ有機化合物も同様な効果を持ち、例えば、脂肪族飽和アルデヒドとして、ラウリンアルデヒド、トリデシルアルデヒド、ミリスチンアルデヒド、カプロンアルデヒド、ヘプトアルデヒド、ペンタデシルアルデヒド、パルミチンアルデヒド、マルガリンアルデヒド、ステアリンアルデヒドが挙げられ、脂肪族ジアルデヒドとしては例えばスクシンジアルデヒドがあり、脂肪族不飽和アルデヒドとして、クロトンアルデヒド、更には芳香族アルデヒドには、ベンズアルデヒド、トルアルデヒド、サリチルアルデヒド、シンナムアルデヒド、ナフトアルデヒド等があり、複素環式アルデヒドにはフルフラールが挙げられる。アミン系の還元性溶媒としては、ヘキシルアミン、ヘブチンアミン、オクチルアミン、ウンデシルアミン、トリデシルアミン、テトラデシルアミン、ペンタデシルアミン、セチルアミン、ジブチルアミン、ジアミルアミン、シクロヘキシルアミン、アニリン、ナフチルアミン、トルイジン等がある。 Specifically, the reducing solvent includes a monohydric alcohol or a dihydric alcohol glycol. Examples of the monohydric alcohol include butyl alcohol, amyl alcohol, hexyl alcohol, heptyl alcohol, octyl alcohol, decyl alcohol, nonyl alcohol, cyclopentanol, benzyl alcohol, and cinnamyl alcohol. Examples of glycol solvents include glycerin, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, trimethylene glycol, butanediol, pentanediol, hexanediol, heptanediol, octanediol, nonanediol, decanediol, benzpinacol, hydro Benzoyl, cyclopentadiol, cyclohexanediol, cyclohexanediol, glycolic acid amide, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, acetic acid diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, etc. big Intended polyethylene glycol, polyethylene glycol esters, polyethylene glycol ethers. In particular, glycols and diols are preferable because they have two hydroxyl groups and thus have polarity and contribute to the dispersibility of the powder. Examples of such a solvent include —CH 2 —CHOH, or —CHR—CHOH, —CR 1 R 2 —CHOH, ═CHCHOH, ═CRCHOH (R, R 1 , R 2 : side chain) in the molecule. The boiling point of the solvent is at least 100 ° C. or higher. Furthermore, an organic compound having an aldehyde group —CHO has the same effect. For example, as an aliphatic saturated aldehyde, lauric aldehyde, tridecyl aldehyde, myristic aldehyde, capron aldehyde, heptaldehyde, pentadecyl aldehyde, palmitic aldehyde, marga aldehyde. Examples include aliphatic aldehydes such as succindialdehyde, aliphatic unsaturated aldehydes such as crotonaldehyde, and aromatic aldehydes such as benzaldehyde, tolualdehyde, salicylaldehyde, and cinnamaldehyde. And naphthaldehyde, and the heterocyclic aldehyde includes furfural. Examples of amine-based reducing solvents include hexylamine, hebutinamine, octylamine, undecylamine, tridecylamine, tetradecylamine, pentadecylamine, cetylamine, dibutylamine, diamylamine, cyclohexylamine, aniline, naphthylamine, and toluidine. is there.

また、還元性溶媒に金属化合物粉末とともに添加される、S、Se、Teから選択される単体、または前記元素群から選択される1種以上を含む化合物(以下、カルコゲン源)としては、前記元素の合金の粉末、または水素化カルコゲン化合物、またはカルコゲン元素の有機金属を用いることができる。   In addition, as a compound (hereinafter referred to as a chalcogen source) that is added to the reducing solvent together with the metal compound powder and is selected from S, Se, Te, or a compound containing one or more selected from the element group (hereinafter referred to as a chalcogen source) Alloy powders, hydrogenated chalcogen compounds, or organometals of chalcogen elements can be used.

前記合金とは、Se、Te、及びSからなる群より二つ以上選択された元素を構成元素とする合金である。   The alloy is an alloy having two or more elements selected from the group consisting of Se, Te, and S as constituent elements.

水素化カルコゲン化合物としては、セレン化水素(HSe)、硫化水素(HS)、テルル化水素(HTe)等が代表的に挙げられ、カルコゲン元素の有機金属としては、一般的にはアルキルセレノール、アリールセレノール、セレン化ジアルキル、セレン化ジアリール、ハロゲン化アルキルセレニド、ハロゲン化アリールセレニド、ジアルキルセレノキシド、ジアリールセレノキシド、セレノン、アルキルセレニン酸、アリールセレニン酸、セレノン酸、セレノケトン、セレノ酸、セレノフェン等がある。例えばジアルキルセレンの例としてはSe(CH、(CSe、(CSe、(C13Se等が代表的な化合物である。これらのカルコゲン系元素(Se、S、Te)の単体、合金、化合物を1種以上を用いることができる。 Representative examples of the hydrogenated chalcogen compound include hydrogen selenide (H 2 Se), hydrogen sulfide (H 2 S), hydrogen telluride (H 2 Te), and the like. Are alkyl selenol, aryl selenol, dialkyl selenide, diaryl selenide, halogenated alkyl selenide, halogenated aryl selenide, dialkyl selenoxide, diaryl selenoxide, selenone, alkyl selenic acid, aryl selenic acid, selenonic acid , Selenoketone, selenoic acid, selenophene, and the like. For example, typical examples of dialkyl selenium include Se (CH 3 ) 2 , (C 2 H 5 ) 2 Se, (C 4 H 9 ) 2 Se, (C 6 H 13 ) 2 Se, and the like. One or more of these chalcogen-based elements (Se, S, Te), simple substances, alloys and compounds can be used.

そして、上記カルコゲン源と、金属化合物粉末および還元性溶媒との混合溶媒を、200℃〜500℃の温度で加熱する。これにより、カルコゲン源と、金属化合物粉末および還元性溶媒との混合溶媒をカルコゲン化反応させ、カルコゲン化合物粉を容易に得ることができる。前記の加熱温度(カルコゲン化反応のための温度:以下、反応温度)は、低いとカルコゲン化合物の生成が十分でない場合があり、400℃以上にしても、得られるカルコゲン化合物の生成状態に大きな変化が見られないことから、好ましくは、220℃〜400℃、更に好ましくは、250℃〜400℃の範囲である。   And the mixed solvent of the said chalcogen source, a metal compound powder, and a reducing solvent is heated at the temperature of 200 to 500 degreeC. Thereby, the chalcogen source, the mixed solvent of the metal compound powder and the reducing solvent are subjected to a chalcogenization reaction, and the chalcogen compound powder can be easily obtained. If the heating temperature (temperature for the chalcogenation reaction: hereinafter, reaction temperature) is low, the formation of the chalcogen compound may not be sufficient, and even if it is 400 ° C. or higher, the production state of the obtained chalcogen compound is greatly changed. Is not seen, Preferably, it is 220 to 400 degreeC, More preferably, it is the range of 250 to 400 degreeC.

本実施形態では、エチルアルコールなどに比べて高い沸点の還元性溶媒を前記温度領域(200℃〜500℃)まで加熱することにより、溶媒が還元剤として働き、金属化合物粉末を還元するとともに、カルコゲン源のSe、Te、Sと還元された金属を反応させることにより、カルコゲン化合物粉を容易に得ることができるものと考えられる。また、これにより作成したカルコゲン化合物粉の粒子は、粒子径が1nm〜200nmのサイズとなり、焼結や粒子間結合のない粉が得られる。前記金属化合物粉末の粒径を調整することにより、粒子径が1nm〜40nmのカルコゲン化合物分を得ることができる。   In the present embodiment, a reducing solvent having a boiling point higher than that of ethyl alcohol or the like is heated to the above temperature range (200 ° C. to 500 ° C.), so that the solvent acts as a reducing agent to reduce the metal compound powder and chalcogen. It is considered that a chalcogen compound powder can be easily obtained by reacting Se, Te, S as a source and a reduced metal. Further, the particles of the chalcogen compound powder thus prepared have a particle diameter of 1 nm to 200 nm, and a powder having no sintering or bonding between particles is obtained. By adjusting the particle diameter of the metal compound powder, a chalcogen compound component having a particle diameter of 1 nm to 40 nm can be obtained.

尚、後の実施例からも明らかであるが、混合溶媒の加熱温度は、高温になるほど、良好な結果が得られる。しかし、混合溶媒(還元性溶媒)が沸騰するまで高温にすると、カルコゲン化反応は進むが、還元性溶媒が熱分解したり、もしくは蒸発してしまう為に反応が不安定になる。従って、混合溶媒の加熱温度(反応温度)は、混合溶媒が沸騰する温度より低温とする。具体的には、本実施形態の混合溶媒の加熱温度(反応温度)は、カルコゲン化合物の収率の観点から、220℃以上が好ましく、250℃以上が更に好ましい。反応温度の上限温度は溶媒の沸点以下とするのが好ましく、具体的には500℃以下とするのが好ましい。   As will be apparent from the following examples, the higher the heating temperature of the mixed solvent, the better the result. However, when the mixed solvent (reducing solvent) is heated to a high temperature until boiling, the chalcogenation reaction proceeds, but the reducing solvent thermally decomposes or evaporates, so that the reaction becomes unstable. Therefore, the heating temperature (reaction temperature) of the mixed solvent is lower than the temperature at which the mixed solvent boils. Specifically, the heating temperature (reaction temperature) of the mixed solvent of this embodiment is preferably 220 ° C. or higher, and more preferably 250 ° C. or higher, from the viewpoint of the yield of the chalcogen compound. The upper limit temperature of the reaction temperature is preferably not higher than the boiling point of the solvent, specifically 500 ° C. or lower.

例えば、本実施形態により、CuInSe系のカルコゲン化合物を得ようとする場合の一例を示すと以下のとおりである。Cu(NO、In(NOを含む水溶液に水酸化ナトリウム水溶液を添加することにより得たCuとInの金属水酸化物を(酸化した後)、還元性溶媒と混合し、金属Se粉末を溶媒に加えて、220℃〜400℃に加熱する。これにより、カルコゲン化合物を生成する反応(以下、カルコゲン化反応)が著しく促進し、CuInSe系の化合物が容易に形成される。 For example, according to this embodiment, an example of obtaining a CuInSe-based chalcogen compound is as follows. Cu and In metal hydroxides obtained by adding a sodium hydroxide aqueous solution to an aqueous solution containing Cu (NO 3 ) 2 and In (NO 3 ) 3 (after oxidation) are mixed with a reducing solvent, Metal Se powder is added to the solvent and heated to 220-400 ° C. Thereby, a reaction for generating a chalcogen compound (hereinafter, chalcogenation reaction) is remarkably accelerated, and a CuInSe-based compound is easily formed.

このような反応において、他のカルコゲン元素を用いて反応させる場合においても同様な効果が得られた。より詳細には、他のCdSe系やCuInGaSe系、セレン化銅(CuSe)系、セレン化テルル(TeSe)系、セレン化亜鉛(ZnSe)系、セレン化ガリウム(GaSe)系、セレン化インジウム(InSe)系、セレン化コバルト(CoSe)系、セレン化サマリウム(SmSe)系、セレン化マンガン(MnSe)系、セレン化スズ(SnSe)系、セレン化セリウム(CeSe)系等においてもSe化反応において同様な効果が得られた。また、Fe、Co、Cu、Cr、Mn、Ni、Cd、Zn、Ti、V、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Dy、Er、Yb、Al、Ga、Tl及びInSn及びPbにおいても、カルコゲン化反応において同様な効果が得られた。カルコゲン化反応時は反応による水の放出があり、還元性溶媒に窒素やアルゴンを用いてバブリングすることにより反応が容易に進行し、且つ目的のカルコゲン元素を含んだ化合物の単相になりやすい。ガス流量が大きいと、蒸気圧の高いカルコゲン元素がカルコゲン化反応の系外に運ばれる可能性があるので、適度な量がある。   In such a reaction, the same effect was obtained when the reaction was carried out using other chalcogen elements. More specifically, other CdSe series, CuInGaSe series, copper selenide (CuSe) series, tellurium selenide (TeSe) series, zinc selenide (ZnSe) series, gallium selenide (GaSe) series, indium selenide (InSe). ), Cobalt selenide (CoSe), samarium selenide (SmSe), manganese selenide (MnSe), tin selenide (SnSe), cerium selenide (CeSe), etc. The effect was obtained. Fe, Co, Cu, Cr, Mn, Ni, Cd, Zn, Ti, V, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Er, Yb, Al, Ga, Tl, and InSn and In Pb, the same effect was obtained in the chalcogenation reaction. During the chalcogenation reaction, water is released due to the reaction, and the reaction easily proceeds by bubbling with nitrogen or argon as a reducing solvent, and tends to be a single phase of the compound containing the target chalcogen element. When the gas flow rate is large, there is a possibility that a chalcogen element having a high vapor pressure is carried out of the system of the chalcogenation reaction, and therefore there is an appropriate amount.

尚、金属化合物粉末と還元性溶媒、およびカルコゲン源の混合、添加の順は上記の例に限らない。すなわち、金属塩から金属水酸化物を生成する工程において、金属塩の溶解液として純水に、還元性溶媒を加えたものを用いてもよい。また、金属水酸化物から金属酸化物を生成(酸化)する工程の溶媒として、高沸点溶媒を用いてもよい。更に、金属水酸化物から金属酸化物を生成(酸化)する工程の溶媒として、高沸点溶媒を用い、更に、カルコゲン源を添加する際に還元性溶媒を追加してもよい。   The order of mixing and adding the metal compound powder, reducing solvent, and chalcogen source is not limited to the above example. That is, in the step of producing a metal hydroxide from a metal salt, a solution obtained by adding a reducing solvent to pure water may be used as a metal salt solution. Further, a high boiling point solvent may be used as a solvent in the step of generating (oxidizing) the metal oxide from the metal hydroxide. Furthermore, a high boiling point solvent may be used as a solvent in the step of generating (oxidizing) the metal oxide from the metal hydroxide, and a reducing solvent may be added when the chalcogen source is added.

また、添加するカルコゲン源は、粉状でなくてもよく、例えばセレン化水素(HSe)などのガスを、供給してもよい。上記の如く、金属化合物粉末と還元性溶媒を混合し加熱する際に、窒素などを用いてバブリングすると反応が進行しやすくなるので、このバブリングのガスと共にガス化したカルコゲン源を供給してもよい。 Further, the chalcogen source to be added may not be powdery, and for example, a gas such as hydrogen selenide (H 2 Se) may be supplied. As described above, when the metal compound powder and the reducing solvent are mixed and heated, bubbling with nitrogen or the like facilitates the reaction. Therefore, a gasified chalcogen source may be supplied together with the bubbling gas. .

尚、カルコゲン化反応に加圧装置を用いれば、常圧での沸点が200℃より低温の還元性溶媒であっても使用することができる。   If a pressurizing apparatus is used for the chalcogenation reaction, a reducing solvent having a boiling point at normal pressure lower than 200 ° C. can be used.

本実施形態におけるカルコゲン化反応開始時の金属化合物の液中の固形分濃度は薄いと分散しやすく凝集が少ないが、1反応当たりの製造量が少なくなり、逆に固形分濃度が濃いと得られるカルコゲン化合物粒子間の結合や凝集が起こりやすくなるので、カルコゲン化反応開始時の金属化合物の固形分濃度としては、0.1質量%〜50質量%範囲にあることが良い。更に好ましくは0.1質量%〜10質量%の範囲である。   In the present embodiment, when the solid content concentration in the liquid of the metal compound at the start of the chalcogenization reaction is thin, it is easy to disperse and there is little aggregation, but the production amount per reaction is small, and conversely, the solid content concentration is high. Since binding and aggregation between chalcogen compound particles are likely to occur, the solid content concentration of the metal compound at the start of the chalcogenization reaction is preferably in the range of 0.1% by mass to 50% by mass. More preferably, it is the range of 0.1 mass%-10 mass%.

また、カルコゲン反応時に添加するカルコゲン源の量は、金属化合物の量に対する当量以上とすることができる。カルコゲン化反応温度が高い場合、カルコゲン化反応が完了する前にカルコゲン源が反応系外に蒸発してしまう可能性があるが、当量以上に添加することにより、前記蒸発によるロスを補うことが出来る。当量以上に添加した場合でも、余剰のカルコゲン源は、カルコゲン反応後、蒸発により混合溶媒から失われるので、適宜カルコゲン源の添加量、カルコゲン化反応の温度、時間等を調整すればよい。カルゴゲン源は、余剰に添加しすぎても不経済なので、当量の1倍〜1.3倍を添加するのが好ましい。   In addition, the amount of chalcogen source added during the chalcogen reaction can be equal to or greater than the amount of the metal compound. When the chalcogenation reaction temperature is high, the chalcogen source may evaporate out of the reaction system before the chalcogenation reaction is completed, but by adding more than the equivalent amount, the loss due to the evaporation can be compensated. . Even when added in excess of the equivalent amount, the surplus chalcogen source is lost from the mixed solvent by evaporation after the chalcogen reaction, so the amount of chalcogen source added, the temperature of the chalcogenization reaction, the time, etc. may be adjusted as appropriate. Since it is uneconomical to add the chalcogen source excessively, it is preferable to add 1 to 1.3 times the equivalent amount.

本願では以下、過剰に添加、と記載した場合には、当量の1倍超、1.3倍以下の量を添加すること意味する。   In the present application, hereinafter, when it is described as excessively added, it means that an amount of more than 1 time and not more than 1.3 times the equivalent is added.

このように作製したカルコゲン化合物粉は、溶媒置換法により目的の溶媒に分散させることが出来る。この際、溶媒置換しやすいように粒子表面に界面活性剤を付着させ、この界面活性剤により目的の溶媒に分散しやすいようにすることが出来る。   The thus produced chalcogen compound powder can be dispersed in a target solvent by a solvent substitution method. At this time, a surfactant can be attached to the particle surface so that the solvent can be easily replaced, and the surfactant can be easily dispersed in the target solvent.

具体的には、界面活性剤としてアニオン系、カチオン系、ノニオン系等の種類には限定されず、溶媒中のpHを制御することにより粒子表面の電荷状態をプラスまたはマイナス側に帯電させて、帯電状態の極性と逆側に電荷を持つ界面活性剤を選択することにより、界面活性剤を適度に吸着させることが出来る。具体的にはpHを酸性側になるように制御した場合には、粒子表面はプラス側に帯電しやすく、この場合にはCOO−やSO3−等の官能基を持つ有機分子が吸着しやすくなる。このように溶媒中で解離しやすくアニオンになりやすいものとしてスルホン基、スルフィノ基等の官能基を持つものがあるが、解離しないで分子の極性に関与するRSOのようなものでも分散に効果がある。逆にアルカリ性側に溶媒のpHを変化させた場合には、−NHや−NRH等のアミノ基を持つものが吸着しやすくなり、粒子表面の帯電状態に合わせて界面活性剤を選択することが望ましい。場合によっては、粒子の表面に−OHがあれば、界面活性剤のカルボシキル基とエステル結合させて、化学結合させることでも良い。もしくはSi、Al、Ti等のカップリング剤を不純物濃度が問題とならない場合には使用することが出来る。 Specifically, the surfactant is not limited to the type of anionic, cationic, nonionic, etc., by controlling the pH in the solvent to charge the particle surface to the positive or negative side, By selecting a surfactant having a charge on the opposite side to the polarity of the charged state, the surfactant can be adsorbed appropriately. Specifically, when the pH is controlled to be on the acidic side, the particle surface tends to be positively charged, and in this case, organic molecules having a functional group such as COO- and SO3- are easily adsorbed. . There are those having functional groups such as sulfone groups and sulfino groups that are easily dissociated in a solvent and easily become anions, but those such as R 1 R 2 SO 2 that do not dissociate and are involved in the polarity of the molecule But it is effective for dispersion. Conversely, when the pH of the solvent is changed to the alkaline side, those having amino groups such as —NH 2 and —NRH are easily adsorbed, and the surfactant should be selected according to the charged state of the particle surface. Is desirable. In some cases, if -OH is present on the surface of the particle, it may be chemically bonded by ester bonding with the carboxyl group of the surfactant. Alternatively, a coupling agent such as Si, Al, or Ti can be used when the impurity concentration does not matter.

以下に図2から図35を参照して実施例を詳細に示す。   Hereinafter, the embodiment will be described in detail with reference to FIGS.

実施例1では、金属塩から金属水酸化物を経て金属酸化物の金属化合物粉末を生成し、還元性溶媒と混合させてカルコゲン源を添加し、加熱した。尚、実施例1では金属水酸化物から金属酸化物を生成(酸化)する工程の高い沸点の溶媒としてトリエチレングリコール(Triethyleneglycol:TEG)を用い、更に、カルコゲン源を添加する際に還元性溶媒を追加した。   In Example 1, a metal compound powder of a metal oxide was produced from a metal salt via a metal hydroxide, mixed with a reducing solvent, added with a chalcogen source, and heated. In Example 1, triethyleneglycol (TEG) is used as a high boiling point solvent in the step of generating (oxidizing) a metal oxide from a metal hydroxide, and a reducing solvent is added when a chalcogen source is added. Added.

すなわち、CuSe粒子を合成するために、金属塩として硝酸銅0.05molを純水に溶かした溶液150mlを250mlのフラスコに入れた。続いてフラスコ内を300rpmで直径5cmの羽を回転させ攪拌した状態で、水酸化ナトリウムの10N溶液を滴下して中和しpHを8.5で終了させ、水酸化銅を生成した。この後、ヌッチェを用いてろ過した後、純水でケーキを再分散して、更にろ過を繰り返し、ろ液の導電率を10−1Sm−1以下にした。この時、水酸化銅が分散した液のpHが7に近づくと水酸化銅が溶解するため、pH7.5程度に留めた。この後、金属水酸化物のケーキを70℃で乾燥させた。洗浄が終了した水酸化銅の形態を透過型電子顕微鏡(Transmission Electron Microscope、以下TEM)で観察した結果、非常に細かい粒子が凝集したような形態であった。 That is, in order to synthesize Cu 2 Se particles, 150 ml of a solution obtained by dissolving 0.05 mol of copper nitrate as a metal salt in pure water was placed in a 250 ml flask. Subsequently, in a state where the inside of the flask was rotated and stirred with a blade having a diameter of 5 cm at 300 rpm, a 10N solution of sodium hydroxide was added dropwise to neutralize, and the pH was terminated at 8.5 to produce copper hydroxide. Then, after filtering using Nutsche, the cake was re-dispersed with pure water, and the filtration was further repeated, so that the conductivity of the filtrate was 10 −1 Sm −1 or less. At this time, when the pH of the liquid in which the copper hydroxide was dispersed approached 7, the copper hydroxide was dissolved, so the pH was kept at about 7.5. The metal hydroxide cake was then dried at 70 ° C. As a result of observing the form of copper hydroxide after washing with a transmission electron microscope (hereinafter referred to as TEM), it was a form in which very fine particles were aggregated.

前記の乾燥させた水酸化銅5gを250mlの三口のフラスコに投入し、高い沸点溶媒としてトリエチレングリコール(TEG)75gに加えて、300rpmで直径5cmの羽を回転させ攪拌し、空気を100ml/minでバブリングした。この状態で図2に示す80℃から300℃の10種類の温度(酸化加熱温度)でそれぞれ、3時間加熱し、銅化合物を得た。   5 g of the dried copper hydroxide was put into a 250 ml three-necked flask, added to 75 g of triethylene glycol (TEG) as a high boiling point solvent, and stirred by rotating a feather with a diameter of 5 cm at 300 rpm. Bubbling with min. In this state, each was heated for 3 hours at 10 different temperatures (oxidation heating temperatures) from 80 ° C. to 300 ° C. shown in FIG. 2 to obtain a copper compound.

図2は、10種類の各加熱温度(酸化加熱温度)で作製した前記銅化合物(試料1から試料10)の粒径(平均粒径:D50、以下同様)やおよび化合物の生成状態を確認した結果を示す。ここで、粒径は、レーザー散乱による粒度分布測定器を用いて測定し、状態は、X線回折のピーク位置および高さから、水酸化銅/酸化銅のおおよその比率について確認した。この結果、酸化加熱温度が120℃以上であれば、粒径が3μm以下で、酸化銅を主体とした粒子が得られることが分かった。粒径はレーザー散乱による粒度分布測定器を用いたために、一次粒子と、一次粒子が凝集している二次粒子を同時に測定している。 FIG. 2 confirms the particle size (average particle size: D 50 , the same applies hereinafter) of the copper compounds (sample 1 to sample 10) prepared at each of the 10 heating temperatures (oxidation heating temperatures) and the state of compound formation. The results are shown. Here, the particle size was measured using a particle size distribution measuring device by laser scattering, and the state was confirmed with respect to the approximate ratio of copper hydroxide / copper oxide from the peak position and height of X-ray diffraction. As a result, it was found that when the oxidation heating temperature is 120 ° C. or higher, particles having a particle size of 3 μm or less and mainly copper oxide can be obtained. Since a particle size distribution measuring device using laser scattering is used for the particle size, primary particles and secondary particles in which primary particles are aggregated are simultaneously measured.

図2において、レーザー散乱による粒度分布測定器を用いて測定した平均粒径(D50)が2μm以下の場合を○、2μmを超え3μm以下の場合を△、3μmを超える場合を×と評価した。 In FIG. 2, the case where the average particle diameter (D 50 ) measured using a particle size distribution measuring device by laser scattering is 2 μm or less is evaluated as ◯, the case where it exceeds 2 μm and 3 μm or less, and the case where it exceeds 3 μm is evaluated as ×. .

図2より酸化加熱温度が高いほど平均粒径が小さくなり、分散が進行していることが分かる。前記銅化合物の一次粒径をTEM観察により確認した結果、酸化加熱温度150℃以上の場合、一次粒子の粒径は30nm程度であり、一次粒子は非常に細かいものが出来ており、それが凝集したものとなっていた。逆に、酸化加熱温度が110℃以下と低い場合、酸化銅の比率が低く、二次粒径が大きい。この結果から、二次粒径の小さい金属酸化物を主体とした金属化合物粒子を得るには、酸化加熱温度は高いほうが好ましく、金属が銅の場合、酸化加熱温度は120℃以上が好ましい。   From FIG. 2, it can be seen that the higher the oxidation heating temperature, the smaller the average particle size, and the dispersion proceeds. As a result of confirming the primary particle size of the copper compound by TEM observation, when the oxidation heating temperature is 150 ° C. or higher, the primary particle size is about 30 nm, and the primary particles are very fine, and are aggregated. Had become. Conversely, when the oxidation heating temperature is as low as 110 ° C. or lower, the copper oxide ratio is low and the secondary particle size is large. From this result, in order to obtain metal compound particles mainly composed of metal oxide having a small secondary particle size, it is preferable that the oxidation heating temperature is high. When the metal is copper, the oxidation heating temperature is preferably 120 ° C. or higher.

次に200℃の酸化加熱温度で処理した粒子を含む混合溶媒を遠心沈降法により固液分離した。遠心機(国産遠心機(株) H−103N)を用いて3000rpmで30分間、遠心分離により、固液分離し、固形分(金属化合物粉末)を3g取り出し、この金属化合物粉末に対して、カルコゲン源としてSe粉を添加した。カルコゲン源は、CuとSeの原子比(Cu:Se)が2:1.2になるようにSe粉を過剰に添加した。そしてTEG(還元性溶媒)50gに加え、混合溶媒とした。250mlの三口のフラスコに投入し、300rpmで直径5cmの羽を回転させ攪拌し、窒素を100ml/minでバブリングした。この状態で150℃〜300℃の図3に示した10種類の温度(反応温度)でそれぞれ、5時間加熱し、反応(カルコゲン化反応)させ、カルコゲン化合物粉を生成させた。洗浄乾燥はイソプロピルアルコールで洗浄及びろ過を繰り返してろ液の導電率を10−1Sm−1以下にし、60℃で真空乾燥させた。 Next, the mixed solvent containing particles treated at an oxidation heating temperature of 200 ° C. was subjected to solid-liquid separation by centrifugal sedimentation. Using a centrifuge (domestic centrifuge Co., Ltd. H-103N), it was subjected to solid-liquid separation by centrifugation at 3000 rpm for 30 minutes, and 3 g of solid content (metal compound powder) was taken out. Se powder was added as a source. As the chalcogen source, Se powder was excessively added so that the atomic ratio of Cu to Se (Cu: Se) was 2: 1.2. Then, in addition to 50 g of TEG (reducing solvent), a mixed solvent was obtained. The flask was put into a 250 ml three-necked flask, and a feather having a diameter of 5 cm was rotated and stirred at 300 rpm, and nitrogen was bubbled at 100 ml / min. In this state, each of the 10 kinds of temperatures (reaction temperatures) shown in FIG. 3 at 150 ° C. to 300 ° C. was heated for 5 hours, reacted (chalcogenization reaction), and chalcogen compound powder was produced. Washing and drying were repeated by washing and filtering with isopropyl alcohol to reduce the electrical conductivity of the filtrate to 10 −1 Sm −1 or less and vacuum drying at 60 ° C.

図3にその結果を示す。図3ではX線解析装置(X-Ray Diffractometer、以下XRD、株式会社リガク製 RAD−rX)による結晶解析を中心に行い、試料1から試料10についてカルコゲン化合物(CuSe)の生成状態を調べ、カルコゲン化合物の生成に必要なカルコゲン化反応の反応温度を調べた。この際、X線回折は50kV 100mAの条件で測定を行ない、目的とするカルコゲン化合物のピーク強度のうち最も高いピーク高さを、それ以外の物質によるピーク強度のうち最も高いピーク高さで割った値(以下、ピーク強度比)を求めた。ピーク強度比が、15以上あれば、目的とするカルコゲン化合物が高純度で得られた(目的物の単相が得られた)と判定し、図3において○で示した。ピーク強度比が5以上であれば、目的とするカルコゲン化合物の含有量が高い物質が得られたと判定し、図3において、△で示した。ピーク強度比が5未満の場合は、目的とするカルコゲン化合物の含有量が低いと判定し、×で示した。前記評価基準は、他の実施例でも同様である。この結果、高純度のカルコゲン化合物を生成させるには、カルコゲン化反応には少なくとも220℃以上の反応温度が必要なことが分かった。 The result is shown in FIG. In FIG. 3, the crystal analysis by an X-ray analyzer (X-Ray Diffractometer, hereinafter referred to as XRD, RAD-rX manufactured by Rigaku Co., Ltd.) is mainly performed, and the generation state of the chalcogen compound (Cu 2 Se) is examined for samples 1 to 10. The reaction temperature of the chalcogenation reaction necessary for the production of the chalcogen compound was examined. At this time, X-ray diffraction was measured under the condition of 50 kV and 100 mA, and the highest peak height among the peak intensities of the target chalcogen compound was divided by the highest peak height among the peak intensities of other substances. The value (hereinafter, peak intensity ratio) was determined. If the peak intensity ratio was 15 or more, it was determined that the target chalcogen compound was obtained with high purity (a single phase of the target product was obtained), and indicated by ○ in FIG. If the peak intensity ratio was 5 or more, it was determined that a substance having a high content of the target chalcogen compound was obtained, and the result is shown by Δ in FIG. When the peak intensity ratio was less than 5, the content of the target chalcogen compound was determined to be low, and indicated by x. The evaluation criteria are the same in other examples. As a result, it was found that a reaction temperature of at least 220 ° C. or higher is required for the chalcogenation reaction in order to produce a highly pure chalcogen compound.

図4は、得られたカルコゲン化合物のX線回折結果を示すグラフであり、図4(A)が試料8の結果であり、図4(B)が試料4の結果である。縦軸がピーク強度[cps]であり、横軸が回折角(2θ)[°]である。   4 is a graph showing the X-ray diffraction result of the obtained chalcogen compound. FIG. 4 (A) shows the result of Sample 8, and FIG. 4 (B) shows the result of Sample 4. The vertical axis is the peak intensity [cps], and the horizontal axis is the diffraction angle (2θ) [°].

図4(A)を参照して、試料8では、CuSeであることを示すピーク以外のピークは認められなかった。一方、図4(B)の如く、試料4では、試料8(図4(A))で認められたCuSeのピークはほとんど認められなかった。   Referring to FIG. 4A, in sample 8, no peak other than the peak indicating CuSe was observed. On the other hand, as shown in FIG. 4B, in Sample 4, the CuSe peak observed in Sample 8 (FIG. 4A) was hardly recognized.

また、試料8、試料9、試料10で作製したカルコゲン化合物粉の粒径をTEMで調べた結果、いずれも平均粒径(DTEM)は7nm〜12nmであった。DTEMは、TEM像を、日本電子株式会社製JEM−2010、にて10万倍で撮影し、全粒子のうち、100個の粒子の粒子径を測定し、その平均値とした。 Moreover, as a result of investigating the particle size of the chalcogen compound powder prepared in Sample 8, Sample 9, and Sample 10 with TEM, the average particle size (D TEM ) was 7 nm to 12 nm. D TEM is TEM images, JEOL Ltd. JEM-2010, at shot by 100,000 times, of the total particle, measuring particle diameters of 100 particles and is the average.

得られたカルコゲン化合物のいくつかについて、蛍光X線による組成分析をおこなった。蛍光X線分析は、装置として、日本電子株式会社製JSX−3201を使用して測定をおこなった。   Some of the obtained chalcogen compounds were subjected to composition analysis by fluorescent X-rays. X-ray fluorescence analysis was performed using JSX-3201 manufactured by JEOL Ltd. as an apparatus.

図5はその分析結果であり、試料8、9、10について分析した結果を構成元素の原子比で示した。これによると目的とする組成比(Cu:Se=1:1)に近いカルコゲン化合物が得られていることが、確認された。
(比較例)
実施例1の比較として、TEGに代えて還元性のないラウリン酸を加えた。すなわち、
カルコゲン化反応に使用する溶媒をTEGからラウリン酸に変更し、カルコゲン化反応時の加熱時間を10時間とした以外は、実施例1と同様の方法でカルコゲン化合物の合成を試みた。ただし、酸化加熱温度は、200℃とし、カルコゲン化反応温度は、220℃とした。
FIG. 5 shows the analysis results, and the analysis results of Samples 8, 9, and 10 are shown in terms of atomic ratios of the constituent elements. According to this, it was confirmed that a chalcogen compound close to the target composition ratio (Cu: Se = 1: 1) was obtained.
(Comparative example)
As a comparison with Example 1, lauric acid having no reducing property was added instead of TEG. That is,
The synthesis of the chalcogen compound was attempted in the same manner as in Example 1 except that the solvent used for the chalcogenation reaction was changed from TEG to lauric acid and the heating time during the chalcogenation reaction was changed to 10 hours. However, the oxidation heating temperature was 200 ° C., and the chalcogenation reaction temperature was 220 ° C.

図6には、実施例1と同様の評価をおこなった結果を示す。還元性溶媒をTEGからラウリン酸に変えて行った場合にはCuSeが充分に生成出来なかった。 In FIG. 6, the result of having performed the evaluation similar to Example 1 is shown. When the reducing solvent was changed from TEG to lauric acid, Cu 2 Se could not be generated sufficiently.

実施例1においてはCuSe粒子を合成することを行ったが、実施例2では金属塩として硝酸銅および硝酸インジウムを用いて、CuInSeの合成を行った。 In Example 1, Cu 2 Se particles were synthesized. In Example 2, CuInSe 2 was synthesized using copper nitrate and indium nitrate as metal salts.

CuとInの原子比(Cu:In)が1:1の組成になるように硝酸銅0.01molと硝酸インジウム0.01molを純水に溶かした溶液150mlを250mlのフラスコに入れた。続いてフラスコ内を300rpmで直径5cmの羽を回転させ、攪拌した状態で、水酸化ナトリウムの10N溶液を滴下して中和しpHを8.5で終了させ、金属水酸化物の共沈物を生成した。この後、ヌッチェを用いてろ過した後、純水でケーキを再分散して、更にろ過を繰り返し、ろ液の導電率が10−1Sm−1以下にした。この時、金属水酸化物が分散した液のpHが7に近づくと水酸化銅が溶解するため、pH7.5程度に留めた。この後、金属水酸化物のケーキを70℃で乾燥させた。乾燥物2gを250mlの三口のフラスコに投入し、更に還元性溶媒であるトリエチレングリコール(TEG)75gに加えて、300rpmで直径5cmの羽を回転させ攪拌し、空気を100ml/minでバブリングした。この状態で80℃から300℃の図7に示した10種類の温度(酸化加熱温度)でそれぞれ、1時間加熱し、金属化合物粉末を作製し、実施例1と同様の評価をおこなった。 150 ml of a solution obtained by dissolving 0.01 mol of copper nitrate and 0.01 mol of indium nitrate in pure water so that the atomic ratio of Cu to In (Cu: In) was 1: 1 was placed in a 250 ml flask. Subsequently, while rotating a wing having a diameter of 5 cm at 300 rpm and stirring the flask, a 10N solution of sodium hydroxide was added dropwise to neutralize the solution, and the pH was terminated at 8.5. Was generated. Then, after filtering using Nutsche, the cake was re-dispersed with pure water, and filtration was further repeated, so that the filtrate had a conductivity of 10 −1 Sm −1 or less. At this time, when the pH of the liquid in which the metal hydroxide was dispersed approached 7, since the copper hydroxide was dissolved, the pH was kept at about 7.5. The metal hydroxide cake was then dried at 70 ° C. 2 g of the dried product was put into a 250 ml three-necked flask, and further added to 75 g of triethylene glycol (TEG) as a reducing solvent, and a wing having a diameter of 5 cm was rotated and stirred at 300 rpm, and air was bubbled at 100 ml / min. . In this state, each of the 10 temperatures (oxidation heating temperatures) shown in FIG. 7 from 80 ° C. to 300 ° C. was heated for 1 hour to produce a metal compound powder, and the same evaluation as in Example 1 was performed.

図7は、10種類の各酸化加熱温度で作製した試料1から試料10の粒径および化合物の生成状態を確認した結果を示す。粒径の測定方法及び状態の確認方法は実施例1と同様である。   FIG. 7 shows the results of confirming the particle sizes and the compound formation states of Sample 1 to Sample 10 prepared at 10 different oxidation heating temperatures. The method for measuring the particle size and the method for checking the state are the same as in Example 1.

酸化加熱温度が高いほど平均粒径が小さくなり、分散が進行していることが分かる。前記金属化合物の一次粒径をTEM観察により確認した結果、酸化加熱温度150℃以上の場合、一次粒子の粒径は20nm程度であり、一次粒子は非常に細かいものが出来ており、それが凝集したものとなっている。逆に、酸化加熱温度が110℃以下と低い場合、金属酸化物の比率が低く、二次粒径が大きい。この結果から、二次粒径の小さい金属酸化物を主体とした金属化合物粒子を得るには、酸化加熱温度は高いほうが好ましく、金属が銅とインジウムである場合、酸化加熱温度は120℃以上が好ましい。   It can be seen that the higher the oxidation heating temperature, the smaller the average particle size, and the more the dispersion proceeds. As a result of confirming the primary particle size of the metal compound by TEM observation, when the oxidation heating temperature is 150 ° C. or higher, the primary particle size is about 20 nm, and the primary particles are very fine and are aggregated. It has become. Conversely, when the oxidation heating temperature is as low as 110 ° C. or lower, the ratio of the metal oxide is low and the secondary particle size is large. From this result, in order to obtain metal compound particles mainly composed of metal oxide having a small secondary particle size, it is preferable that the oxidation heating temperature is high. When the metal is copper and indium, the oxidation heating temperature is 120 ° C. or more. preferable.

次に250℃の酸化加熱温度で処理した粒子を含む混合溶媒を遠心沈降法により固液分離した。遠心機(国産遠心機(株) H−103N)を用いて3000rpmで30分間、遠心分離により、固液分離し、固形分(金属化合物粉末)を2g取り出し、この金属化合物粉末に対して、CuとSeの原子比(Cu:Se)が1:2.2になるようにSe粉(カルコゲン源)を過剰に添加してTEG100gに加え、混合溶媒とした。250mlの三口のフラスコに投入し、300rpmで直径5cmの羽を回転させ攪拌し、窒素を100ml/minでバブリングした。この状態で150℃〜300℃の図8に示した10種類の反応温度でそれぞれ、5時間加熱し、反応(カルコゲン化反応)させ、カルコゲン化合物粉(CuInSe)を生成させ、実施例1と同様の評価をおこなった。洗浄乾燥はエチルアルコールで洗浄及びろ過を繰り返してろ液の導電率を10−1Sm−1以下にし、80℃で大気中乾燥させた。 Next, the mixed solvent containing particles treated at an oxidation heating temperature of 250 ° C. was subjected to solid-liquid separation by centrifugal sedimentation. Using a centrifuge (domestic centrifuge Co., Ltd. H-103N), it was solid-liquid separated by centrifugation at 3000 rpm for 30 minutes, and 2 g of solid content (metal compound powder) was taken out. Se powder (chalcogen source) was added excessively so that the atomic ratio of Cu to Se (Cu: Se) was 1: 2.2 and added to 100 g of TEG to obtain a mixed solvent. The flask was put into a 250 ml three-necked flask, and a feather having a diameter of 5 cm was rotated and stirred at 300 rpm, and nitrogen was bubbled at 100 ml / min. In this state, each of the 10 reaction temperatures shown in FIG. 8 at 150 ° C. to 300 ° C. was heated for 5 hours to cause reaction (chalcogenization reaction) to generate chalcogen compound powder (CuInSe 2 ). Similar evaluations were made. Washing and drying were repeated by washing and filtering with ethyl alcohol to reduce the electrical conductivity of the filtrate to 10 −1 Sm −1 or less and dried at 80 ° C. in the air.

図8は、実施例1と同様の方法で、図8に示す10種類の反応温度で生成した各試料についてX線解析装置を用いてカルコゲン化合物の生成状態を調べ、カルコゲン化反応の反応温度を調べた結果を示す。X線回折の評価結果より、CuInSeが得られたことを確認した。高純度のカルコゲン化合物を生成させるには、カルコゲン化反応時に少なくとも220℃以上の反応温度が必要なことが分かった。 FIG. 8 is a method similar to that of Example 1, for each sample produced at the 10 reaction temperatures shown in FIG. 8, the production state of the chalcogen compound was examined using an X-ray analyzer, and the reaction temperature of the chalcogenization reaction was determined. The results of the investigation are shown. From the evaluation result of X-ray diffraction, it was confirmed that CuInSe 2 was obtained. It has been found that a reaction temperature of at least 220 ° C. or higher is required during the chalcogenation reaction in order to produce a highly pure chalcogen compound.

また、試料8、試料9、試料10で作製したカルコゲン化合物粉の粒径をTEMで調べた結果、いずれも平均粒径(DTEM)は7nm〜12nmであった。 Moreover, as a result of investigating the particle size of the chalcogen compound powder prepared in Sample 8, Sample 9, and Sample 10 with TEM, the average particle size (D TEM ) was 7 nm to 12 nm.

図9は、得られたカルコゲン化合物(試料8)のX線解析結果を示すグラフであり、縦軸がピーク強度[cps]であり、横軸が回折角(2θ)[°]である。この結果より、試料8では、CuInSeであることを示すピーク以外のピークは認められなかった。 FIG. 9 is a graph showing an X-ray analysis result of the obtained chalcogen compound (sample 8), in which the vertical axis represents peak intensity [cps] and the horizontal axis represents diffraction angle (2θ) [°]. From this result, in sample 8, no peak other than the peak indicating CuInSe 2 was observed.

更に、得られたカルコゲン化合物のいくつかについて、蛍光X線による組成分析をおこなった。   Furthermore, composition analysis by fluorescent X-rays was performed for some of the obtained chalcogen compounds.

図10は分析結果であり、試料8、9、10について分析した結果を構成元素の原子比で示した。これによると目的とする組成比(Cu:In:Se=1:1:2)に近いカルコゲン化合物が得られていることが、確認された。   FIG. 10 shows the analysis results, and the analysis results of Samples 8, 9, and 10 are shown in terms of atomic ratios of the constituent elements. According to this, it was confirmed that the chalcogen compound close | similar to the target composition ratio (Cu: In: Se = 1: 1: 2) was obtained.

実施例2において、TEGに代わる還元性溶媒として、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ヘプタンジオール、オクタンジオール、ノナンジオール、デカンジオール、ベンズピナコール、ヒドロベンゾイル、シクロペンダジオール、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジオール、グリコール酸アミド、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ナフチルアミン、ドデシルアミンを用いて、カルコゲン化反応温度を溶媒温度をそれぞれの沸点として、生成物の状態を調べた結果、実施例2の試料8と同様にDTEMが7nm〜12nmであるカルコゲン化合物が得られた。 In Example 2, as a reducing solvent in place of TEG, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, trimethylene glycol, butanediol, pentanediol, hexanediol, heptanediol, octanediol, nonanediol, decanediol, benzpinacol, hydro As a result of examining the state of the product using benzoyl, cyclopentadiol, cyclohexanediol, cyclohexanediol, glycolic acid amide, diethylene glycol dimethyl ether, naphthylamine, dodecylamine and the chalcogenation reaction temperature as the respective solvent temperature, Similarly D TEM and sample 8 of example 2 is chalcogen compound was obtained is 7Nm~12nm.

実施例3では金属水酸化物を加熱して酸化する工程をおこなわなかった以外は、実施例2と同様の方法で、CuInSeの合成を行った。 In Example 3, CuInSe 2 was synthesized in the same manner as in Example 2 except that the step of oxidizing the metal hydroxide by heating was not performed.

CuとInの原子比(Cu:In)が1:1の組成になるように硝酸銅0.01molと硝酸インジウム0.01molを純水に溶かした溶液150mlを250mlのフラスコに入れた。続いてフラスコ内を300rpmで直径5cmの羽を回転させ、攪拌した状態で、水酸化ナトリウムの10N溶液を滴下して中和しpHを8.5で終了させ、金属水酸化物の共沈物を生成した。   150 ml of a solution obtained by dissolving 0.01 mol of copper nitrate and 0.01 mol of indium nitrate in pure water so that the atomic ratio of Cu to In (Cu: In) was 1: 1 was placed in a 250 ml flask. Subsequently, while rotating a wing having a diameter of 5 cm at 300 rpm and stirring the flask, a 10N solution of sodium hydroxide was added dropwise to neutralize the solution, and the pH was terminated at 8.5. Was generated.

この後、ヌッチェを用いてろ過した後、純水でケーキを再分散して、更にろ過を繰り返し、ろ液の導電率が10−1Sm−1以下にした。この時、金属水酸化物が分散した液のpHが7に近づくと水酸化銅が溶解するため、pH7.5程度に留めた。この後、金属水酸化物のケーキ全量を250mlの三口のフラスコに投入し、更に還元性溶媒であるトリエチレングリコール(TEG)100gに加えて、CuとSeの原子比(Cu:Se)が1:2.2になるようにSe粉(カルコゲン源)を過剰に添加して混合溶媒とし、300rpmで直径5cmの羽を回転して攪拌し、窒素を200ml/minでバブリングした。この状態で昇温速度を1℃/minで150℃から300℃の図11に示した10種類の温度まで、それぞれ昇温し、その温度で5時間保持したカルコゲン化反応の条件で、混合溶媒の温度を変えて加熱した試料1から試料10を作製した。各反応温度で作製した試料1から試料10を実施例1と同様に評価した。 Then, after filtering using Nutsche, the cake was re-dispersed with pure water, and filtration was further repeated, so that the filtrate had a conductivity of 10 −1 Sm −1 or less. At this time, when the pH of the liquid in which the metal hydroxide was dispersed approached 7, since the copper hydroxide was dissolved, the pH was kept at about 7.5. Thereafter, the entire amount of the metal hydroxide cake is put into a 250 ml three-necked flask, and in addition to 100 g of triethylene glycol (TEG) which is a reducing solvent, the atomic ratio of Cu to Se (Cu: Se) is 1. : Se powder (chalcogen source) was added excessively to obtain a mixed solvent so as to be 2.2, and a wing having a diameter of 5 cm was rotated and stirred at 300 rpm, and nitrogen was bubbled at 200 ml / min. In this state, the mixed solvent was used under the conditions of the chalcogenation reaction in which the temperature was increased from 150 ° C. to 300 ° C. at 10 ° C./min. Samples 1 to 10 were produced by heating at different temperatures. Samples 1 to 10 prepared at each reaction temperature were evaluated in the same manner as in Example 1.

図11は、この結果を示す。X線回折の評価結果より、CuInSeが得られたことを確認した。高純度のカルコゲン化合物(CuInSe)を生成させるには、カルコゲン化反応時に少なくとも220℃以上の反応温度が必要なことが分かった。また、試料8、9、10で作製したカルコゲン化合物粉の粒径をTEMで調べた結果、いずれも平均粒径(DTEM)は6nm〜12nmであった。 FIG. 11 shows this result. From the evaluation result of X-ray diffraction, it was confirmed that CuInSe 2 was obtained. It has been found that in order to produce a highly pure chalcogen compound (CuInSe 2 ), a reaction temperature of at least 220 ° C. is required during the chalcogenation reaction. Moreover, as a result of investigating the particle size of the chalcogen compound powder produced in Samples 8, 9, and 10 by TEM, the average particle size (D TEM ) was 6 nm to 12 nm.

図12は実施例1と同様の方法によるカルコゲン化合物(試料8)のX線解析結果を示すグラフであり、図13は実施例1と同様の方法による蛍光X線の分析結果である。これらより、試料8では、CuInSeであることを示すピーク以外のピークは認められず(図12)、試料8、9、10について、目的とする組成比(Cu:In:Se=1:1:2)に近いカルコゲン化合物が得られていることが、確認された(図13)。 FIG. 12 is a graph showing the X-ray analysis result of the chalcogen compound (sample 8) by the same method as in Example 1. FIG. 13 shows the fluorescent X-ray analysis result by the same method as in Example 1. From these, no peak other than the peak indicating that it is CuInSe 2 was observed in sample 8 (FIG. 12), and the target composition ratio (Cu: In: Se = 1: 1) was obtained for samples 8, 9, and 10. : It was confirmed that a chalcogen compound close to 2) was obtained (FIG. 13).

尚、図12に認められる20°〜25°の範囲にあるピークは、測定治具の接着材料に起因するものであることがわかっている。   In addition, it turns out that the peak in the range of 20 degrees-25 degrees recognized in FIG. 12 originates in the adhesive material of a measurement jig | tool.

実施例4では、金属化合物粉末から金属水酸化物を生成する際の溶媒に還元性溶媒を用いた。すなわち、CuとInの原子比(Cu:In)が1:1の組成になるように塩化銅0.01molと塩化インジウム0.01molを30mlの純水と100gのTEG(還元性溶媒)の混合溶液に溶かし、この溶液を250mlのフラスコに入れた。続いてフラスコ内を300rpmで直径5cmの羽を回転させ攪拌した状態で、濃度20パーセントの水酸化カリウム水溶液を滴下して中和しpHを8.5で終了させ、金属水酸化物の共沈物を生成した。この後、CuとSeの原子比(Cu:Se)が1:2.2になるようにSe粉(カルコゲン源)を過剰に添加して混合溶媒とし、窒素を200ml/minでバブリングした。この状態で120℃まで昇温し、2時間保持した後、昇温速度を1℃/minで150から300℃の図14に示した10種類の温度までそれぞれ昇温し、その温度で10時間保持したカルコゲン化反応の条件で、混合溶媒の温度を変えて加熱した試料を作製した。洗浄乾燥はメチルアルコールで洗浄及びろ過を繰り返してろ液の導電率を10−1Sm−1以下にし、60℃で窒素中乾燥させた。各反応温度で作製した試料1から試料10を実施例1と同様に評価した。 In Example 4, a reducing solvent was used as a solvent for producing a metal hydroxide from a metal compound powder. That is, a mixture of 0.01 mol of copper chloride and 0.01 mol of indium chloride in 30 ml of pure water and 100 g of TEG (reducing solvent) so that the atomic ratio of Cu to In (Cu: In) is 1: 1. Dissolved in solution and placed in a 250 ml flask. Subsequently, in a state where the wing having a diameter of 5 cm is rotated and stirred in the flask at 300 rpm, a potassium hydroxide aqueous solution having a concentration of 20 percent is dropped and neutralized to finish the pH at 8.5, and the metal hydroxide is coprecipitated. Product was produced. Thereafter, Se powder (chalcogen source) was added excessively so that the atomic ratio of Cu to Se (Cu: Se) was 1: 2.2 to obtain a mixed solvent, and nitrogen was bubbled at 200 ml / min. In this state, the temperature was raised to 120 ° C. and held for 2 hours, and then the temperature was raised to 10 types of temperatures shown in FIG. 14 from 150 to 300 ° C. at a rate of temperature rise of 1 ° C./min. A heated sample was produced by changing the temperature of the mixed solvent under the conditions of the retained chalcogenation reaction. Washing and drying were repeated by washing and filtering with methyl alcohol to reduce the conductivity of the filtrate to 10 −1 Sm −1 or less and drying at 60 ° C. in nitrogen. Samples 1 to 10 prepared at each reaction temperature were evaluated in the same manner as in Example 1.

図14は、この結果を示す。X線回折の評価結果より、CuInSeが得られたことを確認した。高純度のカルコゲン化合物(CuInSe)を生成させるには、カルコゲン化反応時に少なくとも220℃以上の反応温度が必要なことが分かった。また、試料8、試料9、試料10で作製したカルコゲン化合物粉の粒径をTEMで調べた結果、いずれも平均粒径(DTEM)は7nm〜12nmであった。 FIG. 14 shows this result. From the evaluation result of X-ray diffraction, it was confirmed that CuInSe 2 was obtained. It has been found that in order to produce a highly pure chalcogen compound (CuInSe 2 ), a reaction temperature of at least 220 ° C. is required during the chalcogenation reaction. Moreover, as a result of investigating the particle size of the chalcogen compound powder prepared in Sample 8, Sample 9, and Sample 10 with TEM, the average particle size (D TEM ) was 7 nm to 12 nm.

図15は実施例1と同様の方法によるカルコゲン化合物(試料8)のX線解析結果を示すグラフであり、図16は実施例1と同様の方法による蛍光X線の分析結果である。これらより、試料8では、CuInSeであることを示すピーク以外のピークは認められず(図15)、試料8、9、10について、目的とする組成比(Cu:In:Se=1:1:2)に近いカルコゲン化合物が得られていることが、確認された(図16)。 FIG. 15 is a graph showing the X-ray analysis results of the chalcogen compound (sample 8) by the same method as in Example 1, and FIG. 16 shows the fluorescent X-ray analysis results by the same method as in Example 1. From these, no peak other than the peak indicating that it is CuInSe 2 was observed in sample 8 (FIG. 15), and the intended composition ratio (Cu: In: Se = 1: 1) was obtained for samples 8, 9, and 10. : It was confirmed that a chalcogen compound close to 2) was obtained (FIG. 16).

尚、図15に認められる20°〜25°の範囲にあるピークは、測定治具の接着材料に起因するものであることがわかっている。   In addition, it turns out that the peak which exists in the range of 20 degrees-25 degrees recognized in FIG. 15 originates in the adhesive material of a measurement jig | tool.

実施例5では、金属水酸化物の生成の際に還元性溶媒を用い、ガス化したカルコゲン源を、還元性溶液のバブリングのガスと共に供給した。すなわち、CuとInの原子比(Cu:In)が1:1の組成になるように塩化銅0.01molと塩化インジウム0.01molを30mlの純水と100gのTEG(還元性溶媒)の混合溶液に溶かし、この溶液を250mlのフラスコに入れた。続いてフラスコ内を300rpmで直径5cmの羽を回転して攪拌した状態で、濃度20パーセントのアンモニア水を滴下して中和しpHを8.5で滴下を終了させ、金属水酸化物の共沈物を生成した。この後、水素化Seガス(カルコゲン源)と窒素の体積比が1:1の混合ガスを200ml/minで混合溶媒をバブリングして添加した。このバブリングをした状態で120℃まで昇温し、2時間保持した後、昇温速度を1℃/minで140から300℃の図8に示した10種類の温度まで、それぞれ昇温し、その温度で10時間保持したカルコゲン化反応の条件で、混合溶媒の温度を変えて加熱した試料を作製した。カルコゲン化反応後の洗浄乾燥は、実施例1と同様に実施した。各反応温度で作製した試料1から試料11を実施例1と同様に評価した。   In Example 5, a reducing solvent was used in the production of the metal hydroxide, and the gasified chalcogen source was supplied together with the bubbling gas of the reducing solution. That is, a mixture of 0.01 mol of copper chloride and 0.01 mol of indium chloride in 30 ml of pure water and 100 g of TEG (reducing solvent) so that the atomic ratio of Cu to In (Cu: In) is 1: 1. Dissolved in solution and placed in a 250 ml flask. Subsequently, in a state where the inside of the flask was rotated and stirred with a blade having a diameter of 5 cm at 300 rpm, ammonia water having a concentration of 20 percent was added dropwise to neutralize the solution, and the addition was terminated at pH 8.5. A precipitate was formed. Thereafter, a mixed gas having a volume ratio of 1: 1 between hydrogenated Se gas (chalcogen source) and nitrogen was added by bubbling the mixed solvent at 200 ml / min. In this bubbled state, the temperature was raised to 120 ° C. and held for 2 hours, and then the temperature was raised from 140 to 300 ° C. at 10 ° C./min. A sample heated by changing the temperature of the mixed solvent under the conditions of the chalcogenation reaction held at a temperature for 10 hours was prepared. Washing and drying after the chalcogenation reaction were carried out in the same manner as in Example 1. Samples 1 to 11 prepared at each reaction temperature were evaluated in the same manner as in Example 1.

図17は、この結果を示す。X線回折の評価結果より、CuInSeが得られたことを確認した。高純度のカルコゲン化合物(CuInSe)を生成させるには、カルコゲン化反応時に少なくとも220℃以上の反応温度が必要なことが分かった。また、試料9、10、11で作製したカルコゲン化合物粉の粒径をTEMで調べた結果、いずれも平均粒径(DTEM)は8nm〜14nmであった。 FIG. 17 shows this result. From the evaluation result of X-ray diffraction, it was confirmed that CuInSe 2 was obtained. It has been found that in order to produce a highly pure chalcogen compound (CuInSe 2 ), a reaction temperature of at least 220 ° C. is required during the chalcogenation reaction. Moreover, as a result of investigating the particle size of the chalcogen compound powder produced in Samples 9, 10, and 11 by TEM, the average particle size (D TEM ) was 8 nm to 14 nm.

図18は実施例1と同様の方法による蛍光X線の分析結果である。これらより試料9、10、11について、目的とする組成比(Cu:In:Se=1:1:2)に近いカルコゲン化合物が得られていることが、確認された。   FIG. 18 shows the result of fluorescent X-ray analysis by the same method as in Example 1. From these, it was confirmed that for samples 9, 10, and 11, chalcogen compounds close to the target composition ratio (Cu: In: Se = 1: 1: 2) were obtained.

実施例5と同様の方法で、CdSeを作製するために、塩化カドミウム0.01molを30mlの純水と100gのTEG(還元性溶媒)の混合溶液に溶かし、この溶液を250mlのフラスコに入れた。続いてフラスコ内を300rpmで直径5cmの羽を回転し攪拌した状態で、濃度20パーセントの水酸化ナトリウム水溶液を滴下して中和し、pHを8.5で滴下を終了させ、金属水酸化物を生成した。この後、水素化Seガス(カルコゲン源)と窒素の体積比が1:1の混合ガスを200ml/minで混合溶媒をバブリングして添加した。このバブリングした状態で120℃まで昇温し、2時間保持した後、昇温速度を1℃/minで80℃から260℃の図19に示した13種類の温度まで、それぞれ昇温し、その温度で10時間保持したカルコゲン化反応の条件で、混合溶媒の反応温度を変えて加熱した試料を作製した。   In order to produce CdSe in the same manner as in Example 5, 0.01 mol of cadmium chloride was dissolved in a mixed solution of 30 ml of pure water and 100 g of TEG (reducing solvent), and this solution was placed in a 250 ml flask. . Subsequently, while stirring and rotating a feather having a diameter of 5 cm at 300 rpm, the sodium hydroxide aqueous solution with a concentration of 20 percent was dropped to neutralize, and the dropping was terminated at a pH of 8.5. Was generated. Thereafter, a mixed gas having a volume ratio of 1: 1 between hydrogenated Se gas (chalcogen source) and nitrogen was added by bubbling the mixed solvent at 200 ml / min. In this bubbled state, the temperature was raised to 120 ° C. and held for 2 hours, and then the temperature was raised to 13 kinds of temperatures shown in FIG. 19 from 80 ° C. to 260 ° C. at a rate of 1 ° C./min. A sample heated by changing the reaction temperature of the mixed solvent under the conditions of the chalcogenation reaction held at a temperature for 10 hours was prepared.

この試料1から試料13を遠心沈降法により固液分離した。遠心機(国産遠心機株式会社製 H−103N)を用いて3000rpmで30分間、遠心分離により、固液分離し、固形分を純水に分散させる洗浄を5回繰返しおこい、再度固液分離して得られた固形分について、実施例1と同様に評価をおこなった。   Samples 1 to 13 were subjected to solid-liquid separation by centrifugal sedimentation. Using a centrifuge (H-103N, manufactured by Kokusan Centrifuge Co., Ltd.), solid-liquid separation is performed by centrifugation at 3000 rpm for 30 minutes, and the solid content is dispersed in pure water repeatedly 5 times. The solid content thus obtained was evaluated in the same manner as in Example 1.

図19は、この結果を示す。X線回折の評価結果より、CdSeが得られたことを確認した。十分な量のカルコゲン化合物(CdSe)を生成させるには、カルコゲン化反応時に少なくとも200℃以上の反応温度が必要なことが分かった。また、試料11、試料12、試料13で作製したカルコゲン化合物粉の粒径をTEMで調べた結果、いずれも平均粒径(DTEM)は6nm〜10nmであった。 FIG. 19 shows this result. From the X-ray diffraction evaluation results, it was confirmed that CdSe was obtained. In order to produce a sufficient amount of chalcogen compound (CdSe), it has been found that a reaction temperature of at least 200 ° C. is required during the chalcogenation reaction. Moreover, as a result of investigating the particle size of the chalcogen compound powder prepared in Sample 11, Sample 12, and Sample 13 with TEM, the average particle size (D TEM ) was 6 nm to 10 nm.

前記の中和反応において、水酸化ナトリウムをアンモニア水溶液に替えて、他の条件を同一にして行った結果も図19の結果と同様であった。カルコゲン化合物の洗浄を遠心沈降法及び純水洗浄から、ヌッチェによるろ過実施後、固形分を純水に分散させることを5回繰返し、再度ろ過すること以外は他の条件を同一にしておこなった結果も図19の結果と同様であった。   In the above neutralization reaction, sodium hydroxide was replaced with an aqueous ammonia solution and the other conditions were the same. The result was the same as the result of FIG. Result of washing chalcogen compound from centrifugal sedimentation method and pure water washing, after carrying out filtration with Nutsche, dispersing the solid content in pure water five times, and filtering under the same conditions except for filtration again The results are the same as those in FIG.

図20は実施例1と同様の方法による試料11、12、13についての蛍光X線の分析結果である。これにより、試料11、12、13について、目的とする組成比(Cd:Se=1:1)に近いカルコゲン化合物が得られていることが、確認された。   FIG. 20 shows the result of fluorescent X-ray analysis of Samples 11, 12, and 13 by the same method as in Example 1. Thereby, it was confirmed that the chalcogen compound close | similar to the target composition ratio (Cd: Se = 1: 1) was obtained about sample 11,12,13.

実施例6において、塩化カドミウムに変えてFe、Co、Cu、Cr、Mn、Ni、Zn、Ti、V、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Dy、Er、Ybのそれぞれの塩化物を用いて、水酸化ナトリウムによる中和反応を行い、その他の条件を同一とした場合、同様なカルコゲン化合物粉が出来るかを調べた結果、各元素に対して混合溶媒の加熱温度(カルコゲン化反応の反応温度)が220℃以上で、カルコゲン化合物粉が得られた。   In Example 6, instead of cadmium chloride, each of Fe, Co, Cu, Cr, Mn, Ni, Zn, Ti, V, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Er, and Yb As a result of investigating whether a similar chalcogen compound powder can be produced when a neutralization reaction with sodium hydroxide is performed using chloride and the other conditions are the same, the heating temperature of the mixed solvent (chalcogen) for each element The reaction temperature of the chemical reaction was 220 ° C. or higher, and a chalcogen compound powder was obtained.

また、図21は、実施例6において、セレン化水素の代わりに(CSeを用いて同様な試験を行い、実施例1と同様に評価をおこなった結果を示す。この結果、カルコゲン化反応時の加熱温度を220℃以上にすることによりCdSeのDTEMが15nm〜20nmである粒子が作製できた。 Moreover, FIG. 21 shows the result of performing the same test as in Example 1 by performing a similar test using (C 2 H 5 ) 2 Se instead of hydrogen selenide in Example 6. As a result, CdSe of D TEM by the heating temperature during chalcogen reaction above 220 ° C. could be produced particles is 15Nm~20nm.

実施例7では、金属水酸化物から金属酸化物を生成する際の溶媒にプロピレングリコール(Propyleneglycol:PEG)を用い、CuIn0.7Ga0.3Seの合成を行った。Cu、InとGaが原子比(Cu:In:Ga)で1:0.7:0.3の組成になるように硝酸銅0.01molと硝酸インジウム0.007mol、硝酸ガリウム0.003molを純水200mlに溶かした溶液を250mlのフラスコに入れた。続いてフラスコ内を300rpmで直径5cmの羽を回転し攪拌した状態で、水酸化ナトリウムの1N溶液を滴下して中和しpHを8.5で滴下を終了させ、金属水酸化物の共沈物を生成した。この後、ヌッチェを用いてろ過してケーキを得た後、純水でケーキを再分散して、更にろ過を繰り返し、ろ液の導電率が10−2Sm−1以下にした。この時、pHが7に近づくと水酸化銅が溶解するため、pH7.5程度に留めた。この後、金属水酸化物のケーキを90℃で真空乾燥させた。この乾燥後の金属水酸化物5gを250mlの三口のフラスコに投入し、更に還元性溶媒であるプロピレングリコール(PEG)75gに加えて、300rpmで直径5cmの羽を回転し攪拌した。この後、窒素を100ml/minでバブリングした。この状態で80℃から300℃の図22に示した10種類の酸化加熱温度で、それぞれ1時間、温度を変えて加熱し金属化合物の試料を作製し、洗浄乾燥はイソプロピルアルコールで洗浄及びろ過を繰り返してろ液の導電率を10−1Sm−1以下にし、80℃で窒素中乾燥させた。実施例1と同様の方法で評価した。 In Example 7, a propylene glycol solvent in producing metal oxides from metal hydroxide: using (Propyleneglycol PEG), was synthesized CuIn 0.7 Ga 0.3 Se 2. Purely 0.01 mol of copper nitrate, 0.007 mol of indium nitrate, and 0.003 mol of gallium nitrate so that the composition of Cu, In, and Ga is 1: 0.7: 0.3 by atomic ratio (Cu: In: Ga). A solution dissolved in 200 ml of water was placed in a 250 ml flask. Subsequently, in a state where the wings having a diameter of 5 cm were rotated and stirred in the flask at 300 rpm, a 1N solution of sodium hydroxide was added dropwise to neutralize, and the addition was terminated at pH 8.5 to co-precipitate the metal hydroxide. Product was produced. Then, after filtering using Nutsche to obtain a cake, the cake was redispersed with pure water, and the filtration was further repeated, so that the electrical conductivity of the filtrate was 10 −2 Sm −1 or less. At this time, since the copper hydroxide was dissolved when the pH approached 7, the pH was kept at about 7.5. The metal hydroxide cake was then vacuum dried at 90 ° C. 5 g of the dried metal hydroxide was put into a 250 ml three-necked flask, and further added to 75 g of propylene glycol (PEG) as a reducing solvent, and a feather having a diameter of 5 cm was rotated at 300 rpm and stirred. Thereafter, nitrogen was bubbled at 100 ml / min. In this state, 10 types of oxidation heating temperatures shown in FIG. 22 from 80 ° C. to 300 ° C. were used to prepare samples of metal compounds by heating at different temperatures for 1 hour. Washing and drying were performed by washing and filtering with isopropyl alcohol. Repeatedly, the electrical conductivity of the filtrate was reduced to 10 −1 Sm −1 or less and dried in nitrogen at 80 ° C. Evaluation was performed in the same manner as in Example 1.

図22は、各酸化加熱温度で作製した試料1から試料10の評価結果を示す。酸化加熱温度が高いほど平均粒径が小さくなり、分散が進行していることが分かる。前記金属化合物の一次粒径をTEM観察により確認した結果、酸化加熱温度150℃以上の場合、一次粒子の粒径は10nm程度であり、一次粒子は非常に細かいものが出来ており、それが凝集したものとなっている。逆に、酸化加熱温度が110℃以下と低い場合、金属酸化物の比率が低く、二次粒径が大きい。この結果から、二次粒径の小さい金属酸化物を主体とした金属化合物粒子を得るには、酸化加熱温度は高いほうが好ましく、金属が銅とガリウムとインジウムである場合、酸化加熱温度は120℃以上が好ましい
次に250℃の酸化加熱温度で処理を行った金属化合物を含んだ溶媒に対して、CuとSeの原子比(Cu:Se)が1:2.2になるようにSe粉(カルコゲン源)を過剰に添加し、混合溶媒とした。引き続き250mlの三口のフラスコの中の溶媒を300rpmで直径5cmの羽を回転させ攪拌し、窒素を100ml/minでバブリングした。この状態で150℃〜340℃の間の図23に示した11種類の反応温度で10時間、混合溶媒を加熱して、カルコゲン化合物の生成を試みた。洗浄乾燥はエチルアルコールで洗浄及びろ過を繰り返してろ液の導電率を10−1Sm−1以下にし、室温で大気中乾燥させた。得られた試料1から試料10のカルコゲン化合物を実施例1と同様の方法で評価した。
FIG. 22 shows the evaluation results of Sample 1 to Sample 10 prepared at each oxidation heating temperature. It can be seen that the higher the oxidation heating temperature, the smaller the average particle size, and the more the dispersion proceeds. As a result of confirming the primary particle size of the metal compound by TEM observation, when the oxidation heating temperature is 150 ° C. or higher, the primary particle size is about 10 nm, and the primary particles are very fine, and are aggregated. It has become. Conversely, when the oxidation heating temperature is as low as 110 ° C. or lower, the ratio of the metal oxide is low and the secondary particle size is large. From this result, in order to obtain metal compound particles mainly composed of a metal oxide having a small secondary particle size, it is preferable that the oxidation heating temperature is high. When the metal is copper, gallium and indium, the oxidation heating temperature is 120 ° C. The above is preferable. Next, with respect to the solvent containing the metal compound processed at the oxidation heating temperature of 250 ° C., Se powder ( (Chalcogen source) was added in excess to obtain a mixed solvent. Subsequently, the solvent in the 250 ml three-necked flask was stirred by rotating a feather having a diameter of 5 cm at 300 rpm, and nitrogen was bubbled at 100 ml / min. In this state, the mixed solvent was heated at 11 reaction temperatures shown in FIG. 23 between 150 ° C. and 340 ° C. for 10 hours to try to produce a chalcogen compound. Washing and drying were repeated by washing and filtering with ethyl alcohol to make the filtrate have a conductivity of 10 −1 Sm −1 or less and dried at room temperature in the air. The obtained chalcogen compounds of Sample 1 to Sample 10 were evaluated in the same manner as in Example 1.

図23は、この結果を示す。X線回折の評価結果より、CuIn0.7Ga0.3Seが得られたことを確認した。十分な量のカルコゲン化合物(CuIn0.7Ga0.3Se)を生成させるには、カルコゲン化反応時に少なくとも220℃以上の反応温度が必要なことが分かった。また、試料8、試料9、試料10で作製したカルコゲン化合物粉の粒径をTEMで調べた結果、いずれも平均粒径(DTEM)は10nm〜15nmであった。 FIG. 23 shows this result. From the evaluation result of X-ray diffraction, it was confirmed that CuIn 0.7 Ga 0.3 Se 2 was obtained. In order to produce a sufficient amount of chalcogen compound (CuIn 0.7 Ga 0.3 Se 2 ), it has been found that a reaction temperature of at least 220 ° C. is required during the chalcogenation reaction. Moreover, as a result of investigating the particle size of the chalcogen compound powder prepared in Sample 8, Sample 9, and Sample 10 with TEM, the average particle size (D TEM ) was 10 nm to 15 nm.

図24は実施例1と同様の方法によるカルコゲン化合物(試料8)のX線解析結果を示すグラフであり、図25は実施例1と同様の方法による蛍光X線の分析結果である。これらより、試料8では、CuIn0.7Ga0.3Seであることを示すピーク以外のピークは認められず(図24)、試料8、9、10について、目的とする組成比(Cu:In:Ga:Se=1:0.7:0.3:2)に近いカルコゲン化合物が得られていることが、確認された(図25)。 FIG. 24 is a graph showing the X-ray analysis result of the chalcogen compound (sample 8) by the same method as in Example 1. FIG. 25 shows the fluorescent X-ray analysis result by the same method as in Example 1. From these, in sample 8, no peak other than the peak indicating CuIn 0.7 Ga 0.3 Se 2 was observed (FIG. 24), and the target composition ratio (Cu : In: Ga: Se = 1: 0.7: 0.3: 2) was confirmed to be obtained (FIG. 25).

尚、図24に認められる20°〜25°の範囲にあるピークは、測定治具の接着材料に起因するものであることがわかっている。   In addition, it turns out that the peak in the range of 20 degrees-25 degrees recognized in FIG. 24 originates in the adhesive material of a measuring jig.

実施例8では、添加するSe粉(カルコゲン源)の量をCuとSeの原子比(Cu:Se)で1:2とした以外は、実施例7と同様の方法により試験をおこない、実施例1と同様に評価した。   In Example 8, the test was performed in the same manner as in Example 7 except that the amount of Se powder (chalcogen source) to be added was 1: 2 in terms of the atomic ratio of Cu to Se (Cu: Se). Evaluation was performed in the same manner as in 1.

図26は、各酸化加熱温度で作製した試料1から試料10の評価結果を示す。実施例7と同様の結果が得られた。   FIG. 26 shows the evaluation results of Sample 1 to Sample 10 prepared at each oxidation heating temperature. The same results as in Example 7 were obtained.

図27は、試料1から試料10についての実施例1と同様のX線回折の評価方法によるカルコゲン化反応により得られた生成物の評価結果を示す。X線回折の評価結果より、CuIn0.7Ga0.3Seが得られたことを確認した。十分な量のカルコゲン化合物(CuIn0.7Ga0.3Se)を生成させるには、カルコゲン化反応時に少なくとも220℃以上の反応温度が必要なことが分かった。また、試料8、試料9、試料10で作製したカルコゲン化合物粉の粒径をTEMで調べた結果、いずれも平均粒径(DTEM)は7nm〜12nmであった。 FIG. 27 shows the evaluation results of the products obtained by the chalcogenation reaction by the same X-ray diffraction evaluation method as in Example 1 for Sample 1 to Sample 10. From the evaluation result of X-ray diffraction, it was confirmed that CuIn 0.7 Ga 0.3 Se 2 was obtained. In order to produce a sufficient amount of chalcogen compound (CuIn 0.7 Ga 0.3 Se 2 ), it has been found that a reaction temperature of at least 220 ° C. is required during the chalcogenation reaction. Moreover, as a result of investigating the particle size of the chalcogen compound powder prepared in Sample 8, Sample 9, and Sample 10 with TEM, the average particle size (D TEM ) was 7 nm to 12 nm.

図28は実施例1と同様の方法による蛍光X線の分析結果である。これらより、試料8、9、10について、目的とする組成比(Cu:In:Ga:Se=1:0.7:0.3:2)に近いカルコゲン化合物が得られていることが、確認された。   FIG. 28 shows the result of fluorescent X-ray analysis by the same method as in Example 1. From these, it was confirmed that the chalcogen compounds close to the target composition ratio (Cu: In: Ga: Se = 1: 0.7: 0.3: 2) were obtained for samples 8, 9, and 10. It was done.

実施例8のCuIn0.7Ga0.3Seの合成において、カルコゲン源としてSe粉末の代わりにSeS(添加するSeS粉(カルコゲン源)の量をCuに対する原子比は、Cu:Se:Sで1:1:1)を用いて試験を行った。他の条件は同一とした。 In the synthesis of CuIn 0.7 Ga 0.3 Se 2 in Example 8, instead of Se powder as the chalcogen source, the amount of SeS (added SeS powder (chalcogen source) to Cu is atomic ratio to Cu: Se: S And 1: 1: 1). Other conditions were the same.

図29は、試料1から試料10についての実施例1と同様のX線回折の評価方法による、カルコゲン化反応により得られた生成物の評価結果を示す。X線回折の評価結果より、CuIn0.7Ga0.3SeSが得られたことを確認した。十分な量のカルコゲン化合物(CuIn0.7Ga0.3SeS)を生成させるには、カルコゲン化反応時に少なくとも220℃以上の反応温度が必要なことが分かった。また、試料8、試料9、試料10で作製したカルコゲン化合物粉の粒径をTEMで調べた結果、いずれも平均粒径(DTEM)は12nm〜20nmであった。 FIG. 29 shows the evaluation results of the products obtained by the chalcogenation reaction by the same X-ray diffraction evaluation method as in Example 1 for Sample 1 to Sample 10. From the evaluation result of X-ray diffraction, it was confirmed that CuIn 0.7 Ga 0.3 SeS was obtained. It was found that a reaction temperature of at least 220 ° C. or higher was required during the chalcogenation reaction in order to produce a sufficient amount of the chalcogen compound (CuIn 0.7 Ga 0.3 SeS). Moreover, as a result of investigating the particle size of the chalcogen compound powder prepared in Sample 8, Sample 9, and Sample 10 with TEM, the average particle size (D TEM ) was 12 nm to 20 nm.

図30は実施例1と同様の方法による試料9、10、11についての蛍光X線の分析結果である。これらより、試料9、10、11について、目的とする組成比(Cu:In:Ga:S:Se=1:0.7:0.3:1:1)に近いカルコゲン化合物が得られていることが、確認された。   FIG. 30 shows the results of fluorescent X-ray analysis of Samples 9, 10, and 11 by the same method as in Example 1. From these, the chalcogen compounds close to the target composition ratio (Cu: In: Ga: S: Se = 1: 0.7: 0.3: 1: 1) were obtained for Samples 9, 10, and 11. That was confirmed.

実施例10では金属塩から金属水酸化物を生成する際に還元性溶媒を用い、CuIn0.7Ga0.3Seの合成を行った。CuとIn、Gaの原子比(Cu:In:Ga)が1:0.7:0.3の組成になるように塩化銅0.01molと塩化インジウム0.007mol、塩化ガリウム0.003molを純水50mlとTEG(還元性溶媒)100gを混合した溶液に溶かし、その溶液を250mlのフラスコに入れた。続いてフラスコ内を300rpmで直径5cmの羽を回転し攪拌した状態で、水酸化ナトリウムの1N溶液を滴下して中和し、pHを8.5で滴下を終了させ、金属水酸化物の共沈物を生成した。次に300rpmで直径5cmの羽を回転し攪拌したまま、窒素を100ml/minでバブリングし、CuとSeの原子比(Cu:Se)が1:2.5になるようにSe粉(カルコゲン源)を過剰に添加し、混合溶媒とした。この状態で150℃〜300℃の図31に示した10種類の反応温度で10時間、混合溶媒を加熱して、カルコゲン化合物の生成を試みた。この後、反応性生物を含む混合溶媒をヌッチェを用いてろ過した後、純水でケーキを再分散して、更に前記のろ過を繰り返し、ろ液の導電率が10−1Sm−1以下にして、得られたケーキを真空乾燥して、カルコゲン化合物粉(試料1から試料10)を得た。この粉を実施例1と同様の方法で評価した。 In Example 10, CuIn 0.7 Ga 0.3 Se 2 was synthesized using a reducing solvent when producing a metal hydroxide from a metal salt. Purely 0.01 mol of copper chloride, 0.007 mol of indium chloride and 0.003 mol of gallium chloride so that the atomic ratio of Cu, In, and Ga (Cu: In: Ga) is 1: 0.7: 0.3. 50 ml of water and 100 g of TEG (reducing solvent) were dissolved in a mixed solution, and the solution was put into a 250 ml flask. Subsequently, while stirring and rotating a feather having a diameter of 5 cm at 300 rpm, a 1N solution of sodium hydroxide was added dropwise to neutralize, and the addition was terminated at a pH of 8.5. A precipitate was formed. Next, while rotating and stirring the wings having a diameter of 5 cm at 300 rpm, nitrogen was bubbled at 100 ml / min, and Se powder (chalcogen source) so that the atomic ratio of Cu to Se (Cu: Se) was 1: 2.5. ) Was added in excess to obtain a mixed solvent. In this state, the mixed solvent was heated at 10 reaction temperatures shown in FIG. 31 at 150 to 300 ° C. for 10 hours to try to produce a chalcogen compound. After this, the mixed solvent containing reactive organisms is filtered using a Nutsche, and then the cake is redispersed with pure water, and the filtration is further repeated so that the filtrate has a conductivity of 10 −1 Sm −1 or less. The cake obtained was vacuum-dried to obtain chalcogen compound powder (sample 1 to sample 10). This powder was evaluated in the same manner as in Example 1.

図31は、上記で得た試料1から試料10(カルコゲン化反応により得られた生成物)を実施例1と同様のX線回折で評価した評価結果を示す。X線回折の評価結果より、CuIn0.7Ga0.3Seが得られたことを確認した。十分な量のカルコゲン化合物(CuIn0.7Ga0.3Se)を生成させるには、カルコゲン化反応時に少なくとも220℃以上の反応温度が必要なことが分かった。また、試料8、9、10で作製したカルコゲン化合物粉の粒径をTEMで調べた結果、いずれも平均粒径(DTEM)は7nm〜13nmであった。 FIG. 31 shows the evaluation results obtained by evaluating the samples 1 to 10 (products obtained by the chalcogenation reaction) obtained above by the same X-ray diffraction as in Example 1. From the evaluation result of X-ray diffraction, it was confirmed that CuIn 0.7 Ga 0.3 Se 2 was obtained. In order to produce a sufficient amount of chalcogen compound (CuIn 0.7 Ga 0.3 Se 2 ), it has been found that a reaction temperature of at least 220 ° C. is required during the chalcogenation reaction. Moreover, as a result of investigating the particle size of the chalcogen compound powder prepared in Samples 8, 9, and 10 by TEM, the average particle size (D TEM ) was 7 nm to 13 nm.

図32は実施例1と同様の方法による試料9、試料10、試料11についての蛍光X線の分析結果である。これにより、試料9、試料10、試料11について、目的とする組成比(Cu:In:Ga:Se=1:0.7:0.3:2)に近いカルコゲン化合物が得られていることが、確認された。   FIG. 32 shows the X-ray fluorescence analysis results for Sample 9, Sample 10, and Sample 11 by the same method as in Example 1. As a result, a chalcogen compound close to the target composition ratio (Cu: In: Ga: Se = 1: 0.7: 0.3: 2) was obtained for Sample 9, Sample 10, and Sample 11. ,confirmed.

CuとInの原子比(Cu:In)が1:1の組成になるように硝酸銅0.01molと硝酸インジウム0.01molを純水200mlに溶かした溶液を250mlのフラスコに入れた。続いてフラスコ内を300rpmで直径5cmの羽を回転し攪拌した状態で、溶液温度20℃のシュウ酸の飽和溶液を滴下して沈殿させ、シュウ酸塩の共沈物を生成した。前記シュウ酸溶液の滴下は、液のpHが8.5になるまで続けた。この後、この共沈物と溶液をヌッチェを用いてろ過しシュウ酸塩のケーキを得た。この後、シュウ酸塩のケーキを50℃で真空乾燥させた。この乾燥したシュウ酸塩5gを250mlの三口のフラスコに投入し、更に還元性溶媒であるプロピレングリコール(PEG)75gを加えて、300rpmで直径5cmの羽を回転し攪拌し、窒素で100ml/minでバブリングし、CuとSeの原子比(Cu:Se)が1:2.1になるようにSe粉(カルコゲン源)を過剰に添加し、混合溶媒とした。この状態で150℃〜300℃の図33に示した10種類の反応温度で10時間混合溶媒を加熱して、カルコゲン化合物の生成を試みた。この後、反応性生物を含む混合溶媒をヌッチェを用いてろ過しケーキを得た後、純水でケーキを再分散して、更にろ過を繰り返し、ろ液の導電率が10−2Sm−1以下にして粉を真空乾燥した。得られたカルコゲン化合物粉(試料1から試料10)を実施例1と同様の方法で評価した。 A solution prepared by dissolving 0.01 mol of copper nitrate and 0.01 mol of indium nitrate in 200 ml of pure water so that the atomic ratio of Cu to In (Cu: In) was 1: 1 was placed in a 250 ml flask. Subsequently, a saturated solution of oxalic acid having a solution temperature of 20 ° C. was dropped while being stirred in a state where a wing having a diameter of 5 cm was rotated and stirred at 300 rpm in the flask, thereby producing a coprecipitate of oxalate. The dropwise addition of the oxalic acid solution was continued until the pH of the solution reached 8.5. Thereafter, the coprecipitate and the solution were filtered using a Nutsche to obtain an oxalate cake. The oxalate cake was then vacuum dried at 50 ° C. 5 g of this dried oxalate was put into a 250 ml three-necked flask, and 75 g of propylene glycol (PEG) as a reducing solvent was further added, and a wing with a diameter of 5 cm was rotated and stirred at 300 rpm, and 100 ml / min with nitrogen. Then, Se powder (chalcogen source) was added excessively so that the atomic ratio of Cu to Se (Cu: Se) was 1: 2.1 to obtain a mixed solvent. In this state, the mixed solvent was heated at 10 reaction temperatures shown in FIG. 33 at 150 ° C. to 300 ° C. for 10 hours to try to produce a chalcogen compound. Thereafter, the mixed solvent containing reactive organisms is filtered using Nutsche to obtain a cake, and then the cake is redispersed with pure water, and the filtration is further repeated. The conductivity of the filtrate is 10 −2 Sm −1. The powder was vacuum dried as follows. The obtained chalcogen compound powder (sample 1 to sample 10) was evaluated in the same manner as in Example 1.

図33は、この結果を示す。X線回折の評価結果より、CuIn0.5Ga0.5Seが得られたことを確認した。十分な量のカルコゲン化合物(CuIn0.5Ga0.5Se)を生成させるには、カルコゲン化反応時に少なくとも220℃以上の反応温度が必要なことが分かった。また、試料8、試料9、試料10で作製したカルコゲン化合物粉の粒径をTEMで調べた結果、いずれも平均粒径(DTEM)は7nm〜13nmであった。 FIG. 33 shows this result. From the X-ray diffraction evaluation results, it was confirmed that CuIn 0.5 Ga 0.5 Se 2 was obtained. In order to produce a sufficient amount of chalcogen compound (CuIn 0.5 Ga 0.5 Se 2 ), it has been found that a reaction temperature of at least 220 ° C. or higher is required during the chalcogenation reaction. Moreover, as a result of investigating the particle size of the chalcogen compound powder prepared in Sample 8, Sample 9, and Sample 10 with TEM, the average particle size (D TEM ) was 7 nm to 13 nm.

図34は実施例1と同様の方法によるカルコゲン化合物(試料8)のX線解析結果を示すグラフであり、図35は実施例1と同様の方法による蛍光X線の分析結果である。これらより、試料8では、CuIn0.5Ga0.5Seであることを示すピーク以外のピークは認められず(図34)、試料9、10、11について、目的とする組成比(Cu:In:Ga:Se=1:0.5:0.5:2)に近いカルコゲン化合物が得られていることが、確認された(図35)。 FIG. 34 is a graph showing the X-ray analysis result of the chalcogen compound (sample 8) by the same method as in Example 1, and FIG. 35 is the analysis result of fluorescent X-ray by the same method as in Example 1. From these, no peak other than the peak indicating that it is CuIn 0.5 Ga 0.5 Se 2 was observed in sample 8 (FIG. 34), and the target composition ratio (Cu : In: Ga: Se = 1: 0.5: 0.5: 2) It was confirmed that the chalcogen compound close | similar to was obtained (FIG. 35).

本発明の実施形態を説明するフロー図である。It is a flowchart explaining embodiment of this invention. 本発明の実施例1による試料の粒径および状態を評価した結果である。It is the result of having evaluated the particle size and state of the sample by Example 1 of this invention. 本発明の実施例1によるカルコゲン化合物の生成状態を評価した結果である。It is the result of having evaluated the production | generation state of the chalcogen compound by Example 1 of this invention. 本発明の実施例1によるカルコゲン化合物のX線回折結果を示すグラフである。It is a graph which shows the X-ray-diffraction result of the chalcogen compound by Example 1 of this invention. 本発明の実施例1によるカルコゲン化合物の蛍光X線による分析の結果である。It is the result of the analysis by the fluorescent X ray of the chalcogen compound by Example 1 of this invention. 本発明の実施例1の比較例についてカルコゲン化合物の生成状態を評価した結果である。It is the result of having evaluated the production | generation state of the chalcogen compound about the comparative example of Example 1 of this invention. 本発明の実施例2による試料の粒径および状態を評価した結果である。It is the result of having evaluated the particle size and state of the sample by Example 2 of this invention. 本発明の実施例2によるカルコゲン化合物の生成状態を評価した結果である。It is the result of having evaluated the production | generation state of the chalcogen compound by Example 2 of this invention. 本発明の実施例2によるカルコゲン化合物のX線回折結果を示すグラフである。It is a graph which shows the X-ray-diffraction result of the chalcogen compound by Example 2 of this invention. 本発明の実施例2によるカルコゲン化合物の蛍光X線による分析の結果である。It is a result of the analysis by the fluorescent X ray of the chalcogen compound by Example 2 of this invention. 本発明の実施例3によるカルコゲン化合物の生成状態を評価した結果である。It is the result of having evaluated the production | generation state of the chalcogen compound by Example 3 of this invention. 本発明の実施例3によるカルコゲン化合物のX線回折結果を示すグラフである。It is a graph which shows the X-ray-diffraction result of the chalcogen compound by Example 3 of this invention. 本発明の実施例3によるカルコゲン化合物の蛍光X線による分析の結果である。It is the result of the analysis by the fluorescent X ray of the chalcogen compound by Example 3 of this invention. 本発明の実施例4によるカルコゲン化合物の生成状態を評価した結果である。It is the result of having evaluated the production | generation state of the chalcogen compound by Example 4 of this invention. 本発明の実施例4によるカルコゲン化合物のX線回折結果を示すグラフである。It is a graph which shows the X-ray-diffraction result of the chalcogen compound by Example 4 of this invention. 本発明の実施例4によるカルコゲン化合物の蛍光X線による分析の結果である。It is a result of the analysis by the fluorescent X ray of the chalcogen compound by Example 4 of this invention. 本発明の実施例5によるカルコゲン化合物の生成状態を評価した結果である。It is the result of evaluating the production | generation state of the chalcogen compound by Example 5 of this invention. 本発明の実施例5によるカルコゲン化合物の蛍光X線による分析の結果である。It is a result of the analysis by the fluorescent X ray of the chalcogen compound by Example 5 of this invention. 本発明の実施例6によるカルコゲン化合物の生成状態を評価した結果である。It is the result of having evaluated the production | generation state of the chalcogen compound by Example 6 of this invention. 本発明の実施例6によるカルコゲン化合物の蛍光X線による分析の結果である。It is a result of the analysis by the fluorescent X ray of the chalcogen compound by Example 6 of this invention. 本発明の実施例6によるカルコゲン化合物の生成状態を評価した結果である。It is the result of having evaluated the production | generation state of the chalcogen compound by Example 6 of this invention. 本発明の実施例7による試料の粒径および状態を評価した結果である。It is the result of having evaluated the particle size and state of the sample by Example 7 of this invention. 本発明の実施例7によるカルコゲン化合物の生成状態を評価した結果である。It is the result of having evaluated the production | generation state of the chalcogen compound by Example 7 of this invention. 本発明の実施例7によるカルコゲン化合物のX線回折結果を示すグラフである。It is a graph which shows the X-ray-diffraction result of the chalcogen compound by Example 7 of this invention. 本発明の実施例7によるカルコゲン化合物の蛍光X線による分析の結果である。It is a result of the analysis by the fluorescent X ray of the chalcogen compound by Example 7 of this invention. 本発明の実施例8による試料の粒径および状態を評価した結果である。It is the result of having evaluated the particle size and state of the sample by Example 8 of this invention. 本発明の実施例8によるカルコゲン化合物の生成状態を評価した結果である。It is the result of having evaluated the production | generation state of the chalcogen compound by Example 8 of this invention. 本発明の実施例8によるカルコゲン化合物の蛍光X線による分析の結果である。It is a result of the analysis by the fluorescent X ray of the chalcogen compound by Example 8 of this invention. 本発明の実施例9によるカルコゲン化合物の生成状態を評価した結果である。It is the result of having evaluated the production | generation state of the chalcogen compound by Example 9 of this invention. 本発明の実施例9によるカルコゲン化合物の蛍光X線による分析の結果である。It is a result of the analysis by the fluorescent X ray of the chalcogen compound by Example 9 of this invention. 本発明の実施例10によるカルコゲン化合物の生成状態を評価した結果である。It is the result of having evaluated the production | generation state of the chalcogen compound by Example 10 of this invention. 本発明の実施例10によるカルコゲン化合物の蛍光X線による分析の結果である。It is a result of the analysis by the fluorescent X ray of the chalcogen compound by Example 10 of this invention. 本発明の実施例11によるカルコゲン化合物の生成状態を評価した結果である。It is the result of having evaluated the production | generation state of the chalcogen compound by Example 11 of this invention. 本発明の実施例11によるカルコゲン化合物のX線回折結果を示すグラフである。It is a graph which shows the X-ray-diffraction result of the chalcogen compound by Example 11 of this invention. 本発明の実施例11によるカルコゲン化合物の蛍光X線による分析の結果である。It is a result of the analysis by the fluorescent X ray of the chalcogen compound by Example 11 of this invention.

Claims (11)

沸点が200℃以上である還元性溶媒に金属水酸化物または金属酸化物の金属化合物粉末と、硫黄、セレン、テルルから選択される単体、または前記元素群から選択される1種以上を含む化合物を添加して混合溶媒を生成する工程と、
該混合溶媒を200℃〜500℃の温度で加熱する工程と、
を具備することを特徴とするカルコゲン化合物粉の製造方法。
A compound containing a metal hydroxide or a metal compound powder of a metal oxide and a simple substance selected from sulfur, selenium, and tellurium, or one or more selected from the above element group in a reducing solvent having a boiling point of 200 ° C. or higher Adding a solvent to form a mixed solvent;
Heating the mixed solvent at a temperature of 200 ° C. to 500 ° C .;
The manufacturing method of the chalcogen compound powder characterized by comprising.
前記混合溶媒は、220℃〜400℃で加熱することを特徴とする請求項1に記載のカルコゲン化合物粉の製造方法。 The method for producing a chalcogen compound powder according to claim 1, wherein the mixed solvent is heated at 220C to 400C. 前記金属化合物粉末が、遷移金属元素、III族金属元素、及びVI族金属元素からなる群より選択される化合物を含むことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のカルコゲン化合物粉の製造方法。 The said metal compound powder contains the compound selected from the group which consists of a transition metal element, a group III metal element, and a group VI metal element, The manufacture of the chalcogen compound powder of Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned. Method. 前記遷移金属元素が、Fe、Co、Cu、Cr、Mn、Ni、Cd、Zn、Ti、V、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Dy、Er、Ybの中、1種以上を含むことを特徴とする請求項3に記載のカルコゲン化合物粉の製造方法。 The transition metal element is one of Fe, Co, Cu, Cr, Mn, Ni, Cd, Zn, Ti, V, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Er, and Yb. It contains the above, The manufacturing method of the chalcogen compound powder of Claim 3 characterized by the above-mentioned. 前記III族金属元素が、Al、Ga、Tl及びInを含むことを特徴とする請求項3に記載のカルコゲン化合物粉の製造方法。 The said group III metal element contains Al, Ga, Tl, and In, The manufacturing method of the chalcogen compound powder of Claim 3 characterized by the above-mentioned. 前記VI族金属元素がSn及びPbを含むことを特徴とする請求項3に記載のカルコゲン化合物粉の製造方法。 The said VI group metal element contains Sn and Pb, The manufacturing method of the chalcogen compound powder | flour of Claim 3 characterized by the above-mentioned. 前記還元性溶媒は、沸点が220℃から400℃の範囲のアルコール系溶媒であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のカルコゲン化合物粉の製造方法。 The method for producing a chalcogen compound powder according to claim 1 or 2 , wherein the reducing solvent is an alcohol solvent having a boiling point in the range of 220 ° C to 400 ° C. 前記金属酸化物は、70℃〜300℃の範囲内で前記金属水酸化物を加熱する水酸化物の脱水反応によって得られることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のカルコゲン化合物粉の製造方法。 The chalcogen compound powder according to claim 1 or 2 , wherein the metal oxide is obtained by a dehydration reaction of a hydroxide that heats the metal hydroxide within a range of 70 ° C to 300 ° C. Manufacturing method. 前記金属化合物粉末は、金属塩を溶媒に溶解し、アルカリを添加して生成することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のカルコゲン化合物粉の製造方法。 The method for producing a chalcogen compound powder according to claim 1 or 2 , wherein the metal compound powder is produced by dissolving a metal salt in a solvent and adding an alkali. 前記金属塩が、金属ハロゲン化物、金属カルボン酸塩、金属炭酸塩、金属硝酸塩、金属硫酸塩のいずれかの群より選択されることを特徴とする請求項9に記載のカルコゲン化合物粉の製造方法。 The method for producing a chalcogen compound powder according to claim 9 , wherein the metal salt is selected from the group consisting of a metal halide, a metal carboxylate, a metal carbonate, a metal nitrate, and a metal sulfate. . 前記還元性溶媒の沸点を超えない温度で前記混合溶媒を加熱することを特徴とする請求項1から請求項10のいずれかに記載のカルコゲン化合物粉の製造方法。The method for producing a chalcogen compound powder according to any one of claims 1 to 10, wherein the mixed solvent is heated at a temperature not exceeding the boiling point of the reducing solvent.
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