[發明專利]一種鐵酸鉍納米線太陽能電池的制備方法

有效

• 申請號: 201210258388.6
• 申請日: 2012-07-25
• 公開（公告）號: CN102856430A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 邱建華;丁建寧;袁寧一;陳智慧;王秀琴
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/20
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

1.一種鐵酸鉍納米線太陽能電池的制備方法，包括制備雙通的多孔氧化鋁模板的步驟、在多孔氧化鋁模板中填充Ag納米線的步驟和制備ITO上電極的步驟，其特征在于：在多孔氧化鋁模板中填充Ag納米線的步驟和制備ITO上電極的步驟之間進行利用磁控濺射方法在Ag納米線上包覆一層BiFeO₃的步驟，具體的工藝條件為：濺射功率為50-90?W，沉積溫度為20－300?⁰C，Ar：O₂的流量比1:15-11:1，腔體壓力為0.01-1?Pa，BiFeO₃殼層厚度為20-200?nm。

2.如權利要求1所述的一種鐵酸鉍納米線太陽能電池的制備方法，其特征在于：所述制備雙通的多孔氧化鋁模板的步驟為：將高純鋁片進行退火，超聲清洗，去除自然氧化層，電化學拋光，進行二次陽極氧化，去除Al基底，通孔，制備出雙通的多孔氧化鋁模板；

所述高純Al片純度???????????????????????????????????????????????99.999％，退火溫度為450-500℃，退火時間為4-5小時，隨爐冷卻至室溫后取出；

超聲清洗依次用丙酮、乙醇、去離子水超聲3分鐘；

去除自然氧化層時選用2?mol/L的NaOH溶液，溫度為60℃，浸入時間為2分鐘；

電化學拋光選用5vol%硫酸、95vol%磷酸和20?g/L鉻酸的混合溶液，拋光5分鐘，水浴溫度為85?℃，拋光電流為0.8?A或選用25vol%高氯酸和75vol%乙醇，拋光1分鐘，水浴溫度為10℃，拋光電流密度為0.5?mA/cm²；或選用90vol%高氯酸和10vol%乙醇，拋光3分鐘，電壓為23?V；

二次陽極氧化過程包括：第一次陽極氧化、去除氧化層和第二次陽極氧化的步驟；

第一次陽極氧化的電解液選用0.2-0.4?mol/L的草酸，氧化電壓為10-160?V，溫度控制在0-10?℃，氧化時間為3-6小時；或選用0.3-1.2?mol/L的硫酸，氧化電壓為10-160?V，溫度控制在0-5?℃，氧化時間為3-6小時；

去除氧化層選用6wt%磷酸和1.5wt%鉻酸的混合溶液，60?⁰C浸泡6小時；第二次陽極氧化條件與第一次陽極氧化相同，通過控制陽極電壓可得到不同孔徑大小的多孔氧化鋁模板；

去除Al基底選用飽和HgCl₂溶液、SnCl₄溶液或CuCl₂溶液；

通孔選用6wt%磷酸，30℃，浸泡1小時，制備出雙通的多孔氧化鋁模板，將雙通的多孔氧化鋁模板浸入6wt%磷酸中擴孔5－40分鐘，可得不同孔徑大小的雙通氧化鋁模板。

3.如權利要求1所述的一種鐵酸鉍納米線太陽能電池的制備方法，其特征在于：所述的一種鐵酸鉍納米線太陽能電池的制備方法，其特征在于：在多孔氧化鋁模板中填充Ag納米線的步驟為：在多孔氧化鋁模板的一面濺射Au層作為工作電極，利用電化學沉積方法在多孔氧化鋁模板中填充Ag納米線，去除多孔氧化鋁模板；

采用磁控濺射方法制備Au電極，濺射功率50?W，厚度為40-300?nm；

電化學沉積以石墨片為陽極，Au為陰極，電解液為300?g/L的AgNO₃和45?g/L的H₃BO₃的混合溶液，用硝酸調節PH值至2－3，電流密度為2－4?mA/cm²，室溫沉積8小時；

去除氧化鋁模板選用5wt%的NaOH溶液。

4.如權利要求1所述的一種鐵酸鉍納米線太陽能電池的制備方法，其特征在于：所述的一種鐵酸鉍納米線太陽能電池的制備方法，其特征在于：所述制備ITO上電極的步驟為：采用磁控濺射方法制備ITO電極；靶材選用ITO陶瓷靶，工藝條件為：濺射功率為40－60?W，沉積溫度為20－300?⁰C，腔體壓力為0.01-1?Pa，濺射厚度為40-300?nm。