[發明專利]氧化鋅/氧化亞銅異質結的制備方法

無效

• 申請號: 201210246994.6
• 申請日: 2012-07-17
• 公開（公告）號: CN102732927A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 樊慧慶;李強;翟玉純
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: C25D9/04
• 分類號: C25D9/04;H01L31/18;H01L31/0336
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

技術領域

本發明涉及一種異質結的制備方法，特別是涉及一種氧化鋅/氧化亞銅異質結的制備方法。

背景技術

基于太陽能電池的迅猛發展，迫切需要采用一種簡單、經濟的制備技術來拓展太陽能電池的應用。

文獻“公開號是CN101708471B的中國專利”公開了一種氧化鋅/氧化亞銅納米異質結光催化材料及其制備方法。文獻采用的是磁控濺射的方法在硅基片上制備ZnO/Cu₂O異質結，工藝較為復雜，具體步驟為：一、基片的準備；二、濺射成膜腔抽真空；三、磁控濺射裝置設定各項參數，沉積Cu2O薄膜層；四、停機30分鐘后即得到Cu2O薄膜；五、將沉積有Cu2O薄膜的硅基底豎直放入裝有醋酸鋅和四氮六亞甲基胺混合溶液的燒杯中，將此燒杯放在水浴鍋中保溫至少6小時后拿出，冷卻到室溫；用去離子水進行清理室溫干燥即得到生長ZnO納米棒陣列。

發明內容

為了克服現有的氧化鋅/氧化亞銅納米異質結光催化材料制備方法工藝復雜的不足，本發明提供一種氧化鋅/氧化亞銅異質結的制備方法。該方法采用電化學沉積方法在柔性ITO襯底、低溫條件下制備的ZnO/Cu₂O異質結，工藝簡單，對可見光有較好的吸收，有望在太陽能電池領域有很好的應用。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種氧化鋅/氧化亞銅異質結的制備方法，其特點是包括以下步驟：

（a）依次采用蒸餾水、無水乙醇、丙酮、無水乙醇超聲清洗柔性ITO襯底20～40min，后用去離子水沖洗數次，烘干備用。

（b）按照摩爾比1：1稱量Zn(NO₃)₂·6H₂O和六亞甲基四胺，溶于去離子水中配成濃度均為0.002-0.01M的溶液，在磁力攪拌器上攪拌20-40min得到均勻的電解液。

（c）在E-corder401電化學工作站上進行電化學沉積，采用標準的三電極系統，柔性ITO襯底為工作電極，鉑片為對電極，參比電極為Ag/AgCl。

（d）控制沉積溫度在40-70℃，橫電位為-1.3～-1.6V，控制電化學沉積時間在0.5h-2h后得到鉛筆狀ZnO納米棒陣列，用去離子水沖洗，在烘干箱中干燥1～2h。

（e）稱量摩爾比為1：1的CuSO₄和檸檬酸，溶于適量的去離子水中配成濃度均為0.02-0.1M的溶液并用0.5-1.2M的NaOH溶液調節pH=10～12，在磁力攪拌器上攪拌30min得到均勻的電解液。

（f）在E-corder401電化學工作站上進行電化學沉積，采用標準的三電極系統，柔性ITO襯底為工作電極，鉑片為對電極，參比電極為Ag/AgCl。

（g）控制沉積溫度在40-70℃，沉積電位為-0.5～-0.6V，在鉛筆狀ZnO納米棒上沉積Cu₂O，1.5-3h后得到ZnO/Cu₂O異質結。

（h）用大量去離子水沖洗，最后在烘干箱中干燥1h。

本發明的有益效果是：由于采用電化學沉積方法在柔性ITO襯底、低溫條件下制備的氧化鋅/氧化亞銅異質結，方法簡單，成本低且對可見光有較好的吸收，有望在太陽能電池領域有很好的應用。

下面結合附圖和實施例對本發明作詳細說明。

附圖說明

圖1是本發明方法實施例1制備的氧化鋅/氧化亞銅異質結的高倍SEM照片。

圖2是本發明方法實施例2制備的氧化鋅/氧化亞銅異質結的截面圖。

圖3是本發明方法實施例3制備的氧化鋅/氧化亞銅異質結的XRD圖譜。

圖4是本發明方法實施例4制備的氧化鋅/氧化亞銅異質結的暗電流-電壓曲線，插圖是電學性能的測試圖。

圖5是本發明方法實施例4在PET-ITO襯底上制備的鉛筆狀ZnO、Cu₂O薄膜和ZnO/Cu₂O異質結的吸收光譜。

具體實施方式

以下實施例參照圖1～5。