在半導(dǎo)體材料家族中，非晶硒化銦作為一種極具潛力的III-VI族化合物半導(dǎo)體，憑借其獨(dú)特的物理化學(xué)特性逐漸成為科研與產(chǎn)業(yè)界的關(guān)注焦點(diǎn)。對(duì)于不熟悉這類材料的讀者而言，我們可以先從基礎(chǔ)認(rèn)知入手：非晶硒化銦是硒化銦的無(wú)定形態(tài)產(chǎn)物，與晶態(tài)硒化銦相比，它不具備長(zhǎng)程有序的晶體結(jié)構(gòu)，但保留了硒化銦核心的半導(dǎo)體屬性，同時(shí)因非晶態(tài)結(jié)構(gòu)展現(xiàn)出更優(yōu)異的相變特性、寬波段光響應(yīng)能力等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。其化學(xué)組成主要為銦（In）與硒（Se）的二元化合物，常見化學(xué)式有InSe、In?Se?等，其中非晶相結(jié)構(gòu)使其在相變存儲(chǔ)、光電子探測(cè)等領(lǐng)域具備不可替代的應(yīng)用價(jià)值。

從應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)看，非晶硒化銦的特性決定了其核心應(yīng)用集中在三個(gè)高潛力行業(yè)。首先是半導(dǎo)體電子行業(yè)，隨著硅基半導(dǎo)體接近物理極限，非晶硒化銦憑借低有效質(zhì)量（0.14m?，優(yōu)于硅的0.19m?）、高電子遷移率和可調(diào)帶隙（1.4~2.8eV）等特性，成為下一代集成電路與相變存儲(chǔ)器的核心候選材料，可用于制備高性能晶體管陣列，突破傳統(tǒng)硅基器件的性能瓶頸。其次是光伏能源行業(yè)，非晶硒化銦具備優(yōu)異的光吸收效率，其帶隙范圍與太陽(yáng)能光譜匹配度高，可作為薄膜太陽(yáng)能電池的緩沖層或吸收層前驅(qū)體，尤其在CISe/CIGSe等高效薄膜電池的制備中，能顯著提升電池的光電轉(zhuǎn)換效率。最后是光電子行業(yè)，得益于寬波段光響應(yīng)能力（從紫外到紅外）和快速光響應(yīng)速度，非晶硒化銦可用于制造高靈敏度光探測(cè)器、光學(xué)傳感器等器件，廣泛應(yīng)用于安防監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。

要實(shí)現(xiàn)非晶硒化銦的規(guī)模化應(yīng)用，高效穩(wěn)定的制備技術(shù)至關(guān)重要。噴霧干燥技術(shù)作為一種可連續(xù)化生產(chǎn)的粉體制備工藝，具有干燥速度快、產(chǎn)品粒徑均勻、易于工業(yè)化放大等優(yōu)勢(shì)，尤其適合熱敏性半導(dǎo)體材料的制備——通過(guò)快速蒸發(fā)溶劑，可有效抑制晶體成核，保留材料的非晶態(tài)結(jié)構(gòu)。以下將詳細(xì)介紹三個(gè)不同工藝路線的那艾儀器噴霧干燥制備非晶硒化銦案例，涵蓋常規(guī)規(guī)模化生產(chǎn)、高性能納米顆粒制備和薄膜前驅(qū)體制備三種典型場(chǎng)景。

第一個(gè)案例是常規(guī)離心噴霧干燥制備非晶In?Se?粉體，適用于光伏電池前驅(qū)體的規(guī)模化生產(chǎn)，核心目標(biāo)是制備粒徑均勻、純度高的非晶粉體，滿足薄膜太陽(yáng)能電池量產(chǎn)需求。制備過(guò)程中，首先選取氯化銦（InCl?）和N,N-二甲基硒脲作為前驅(qū)體原料，以乙醇為溶劑，按照In與Se摩爾比1:1.5配制固含量5%的前驅(qū)體溶液，為提升溶液穩(wěn)定性，添加少量聚乙烯醇（PVA）作為分散劑。噴霧干燥設(shè)備采用LPG-15型離心噴霧干燥塔，工藝參數(shù)經(jīng)過(guò)優(yōu)化確定：進(jìn)風(fēng)溫度180℃、排風(fēng)溫度90℃，霧化器轉(zhuǎn)速20000r/min，進(jìn)料速率15kg/h，采用并流式熱風(fēng)接觸方式，確保霧滴快速干燥。干燥過(guò)程中，霧滴在熱風(fēng)作用下瞬間蒸發(fā)溶劑，前驅(qū)體快速固化形成非晶粉體，經(jīng)旋風(fēng)分離器收集后，得到平均粒徑2~5μm的非晶In?Se?產(chǎn)品。檢測(cè)結(jié)果顯示，產(chǎn)品純度≥99.5%，水分含量≤5%，非晶相純度通過(guò)X射線衍射（XRD）驗(yàn)證無(wú)明顯晶態(tài)衍射峰，將其用于CIGSe薄膜電池制備時(shí)，可使電池光電轉(zhuǎn)換效率提升1.2個(gè)百分點(diǎn)。

第二個(gè)案例是超聲微流控噴霧干燥制備無(wú)添加劑非晶InSe納米顆粒，聚焦高性能光電子器件應(yīng)用。該技術(shù)由某科研團(tuán)隊(duì)開發(fā)，解決了傳統(tǒng)噴霧干燥需添加穩(wěn)定劑導(dǎo)致產(chǎn)品純度下降的問(wèn)題，通過(guò)微流控霧化實(shí)現(xiàn)霧滴的精準(zhǔn)控制，結(jié)合超聲輔助干燥提升非晶穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)選用硝酸銦與硒代硫酸鈉為前驅(qū)體，去離子水為溶劑，配制0.02mol/L的前驅(qū)體溶液，經(jīng)超聲分散30min確保混合均勻，未添加任何分散劑或穩(wěn)定劑。噴霧干燥設(shè)備采用表面聲波（SAW）微流控噴霧干燥器，核心工藝參數(shù)：霧化頻率10MHz，生成霧滴直徑5~10μm，干燥溫度控制在室溫（25℃），采用氮?dú)庾鳛楦稍镙d氣，流速357L/h，避免高溫導(dǎo)致非晶相結(jié)晶。干燥后通過(guò)靜電收集器收集產(chǎn)品，得到平均粒徑100~200nm的非晶InSe納米顆粒。表征結(jié)果顯示，產(chǎn)品為純非晶相結(jié)構(gòu)，比表面積達(dá)85m2/g，光響應(yīng)率可達(dá)9.09×10?2A/W，相較于傳統(tǒng)方法制備的產(chǎn)品，其光探測(cè)靈敏度提升了30%，適用于高性能紅外光探測(cè)器的核心材料制備。

第三個(gè)案例是氣動(dòng)噴霧干燥制備非晶In?Se?薄膜前驅(qū)體粉體，針對(duì)柔性電子器件的薄膜制備需求，通過(guò)噴霧干燥制備可直接用于噴霧涂層的前驅(qū)體粉體，簡(jiǎn)化柔性薄膜的制備流程。前驅(qū)體制備選用乙酰丙酮銦與硒粉為原料，以異丙醇為溶劑，加入少量乙醇胺調(diào)節(jié)溶液pH值至6.5，配制固含量8%的前驅(qū)體漿料，經(jīng)球磨分散2h確保漿料均勻性。噴霧干燥采用氣動(dòng)霧化方式，設(shè)備選用小型實(shí)驗(yàn)級(jí)噴霧干燥器，工藝參數(shù)優(yōu)化為：進(jìn)風(fēng)溫度160℃、排風(fēng)溫度85℃，霧化壓力0.3MPa，噴嘴與收集器距離20cm，進(jìn)料速率5kg/h，載氣為干燥空氣。干燥后得到流動(dòng)性良好的非晶In?Se?前驅(qū)體粉體，將其重新分散于異丙醇中制成噴霧墨水，通過(guò)氣動(dòng)噴霧涂層技術(shù)沉積在柔性聚酰亞胺基板上，經(jīng)后續(xù)低溫退火處理（250℃，氮?dú)夥諊┘纯赊D(zhuǎn)化為結(jié)晶度良好的In?Se?薄膜。該前驅(qū)體粉體的優(yōu)勢(shì)在于分散性優(yōu)異，噴霧涂層后薄膜厚度均勻性誤差≤5%，表面粗糙度＜10nm，完全滿足柔性晶體管陣列的制備要求，器件遷移率可達(dá)287cm2/(V·s)。

綜上，非晶硒化銦憑借其獨(dú)特的半導(dǎo)體特性，在半導(dǎo)體電子、光伏能源、光電子等高端領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊應(yīng)用前景，而噴霧干燥技術(shù)通過(guò)工藝優(yōu)化，能夠精準(zhǔn)控制產(chǎn)品的形態(tài)、粒徑與相結(jié)構(gòu)，為非晶硒化銦的規(guī)模化制備與應(yīng)用提供了可靠技術(shù)路徑。上述三個(gè)案例分別覆蓋了規(guī)模化生產(chǎn)、高性能納米材料和柔性器件前驅(qū)體三大場(chǎng)景，展現(xiàn)了噴霧干燥技術(shù)的靈活性與適配性。隨著工藝的不斷優(yōu)化，相信非晶硒化銦將在更多高端制造領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破，而噴霧干燥等高效制備技術(shù)也將進(jìn)一步推動(dòng)其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。