[發明專利]一種CuInSe2和TiO2復合異質結薄膜的制備方法有效
| 申請號： | 201310336622.7 | 申請日： | 2013-08-05 |
| 公開（公告）號： | CN103436942A | 公開（公告）日： | 2013-12-11 |
| 發明（設計）人： | 廖宇龍;張懷武;鐘智勇;白飛明;李頡;金立川 | 申請（專利權）人： | 電子科技大學 |
| 主分類號： | C25D15/00 | 分類號： | C25D15/00;B22F9/16;C25D11/26 |
| 代理公司： | 成都宏順專利代理事務所(普通合伙) 51227 | 代理人： | 李順德;王睿 |
| 地址： | 611731 四川省成*** | 國省代碼： | 四川;51 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 cuinse sub tio 復合 異質結 薄膜 制備 方法 | ||
技術領域
本發明屬于材料技術領域，涉及半導體異質結薄膜材料的制備方法，具體涉及一種窄帶半導體CuInSe2納米晶復合寬帶半導體TiO2納米管陣列形成復合異質結薄膜的制備方法。?
技術背景
TiO2是一種寬禁帶半導體，其禁帶寬度約為3.2eV，具有優異的物理化學穩定性，在許多方面得到了廣泛的應用與研究。例如，光催化、太陽能電池、鋰離子電池、氣體傳感器、分解水制氫等。其中，在光催化領域，由于TiO2具有許多獨特的優勢和特點，被一致認為是的光催化劑最佳選擇。在合適光子激發下，TiO2光催化劑會產生具有很強活性的電子-空穴對，能直接或間接地將與之接觸的物質徹底氧化或還原。目前，在催化領域公認的“黃金催化劑”就是一種由金紅石（銳鈦礦）結構的TiO2納米顆粒所構成。?
然而，研究發現有兩個主要因素嚴重制約了TiO2光催化劑的廣泛應用：首先，高效TiO2光催化劑多為粉體結構，使用后需耗費額外的能量分離和回收粉體催化劑，導致運行成本很高；其次，TiO2的禁帶寬度約為3.2eV，不具備可見光吸收性能，只能吸收太陽光中的紫外線部分，限制了其光催化活性。近年來，陽極氧化制備的TiO2納米管陣列薄膜不但在基底上實現了規則有序排列的納米結構，而且還具有很大比表面積，有利于解決粉體TiO2光催化劑分離和回收的問題。而CuInSe2納米晶及其相關材料具有合適的禁帶寬度（1.0eV），高吸收系數，不含劇毒金屬等優點，如果將它與TiO2納米管陣列復合，形成具有可見光吸收性能的復合異質結薄膜，就能克服目前粉體TiO2光催化劑面臨的兩個主要制約因素。而開發這樣的產品不但能有力的促進TiO2材料的實際應用，而且也將擁有廣闊的市場和應用前景。?
發明內容
本發明提供一種CuInSe2和TiO2復合異質結薄膜的制備方法，能夠將CuInSe2納米晶顆粒與TiO2納米管陣列相復合形成CuInSe2/TiO2復合異質結薄膜，使得所制備的CuInSe2/TiO2復合異質結薄膜具有可見光活性。?
為達到上述目的，本發明提供的技術方案為：?
一種CuInSe2和TiO2復合異質結薄膜的制備方法，如圖1所示，包括以下步驟：?
步驟1：在金屬鈦片表面制備TiO2納米管陣列。所述TiO2納米管陣列具有銳鈦礦型晶體?結構。?
步驟2：制備CuInSe2納米晶顆粒。?
步驟3：配制CuInSe2納米晶顆粒的氯仿溶膠體系；將CuInSe2納米晶顆粒分散于氯仿溶劑中，形成濃度為10-6-10-7mol/L的溶膠體系。?
步驟4：以步驟3所得到的溶膠體系為電泳前驅液，將兩片步驟1所制備的具有銳鈦礦型晶體結構的TiO2納米管陣列分別作為電泳法的陽極和陰極浸入步驟3所得到的電泳前驅液中，使用100～200V的電壓，電泳50～120分鐘，最終得到CuInSe2和TiO2復合異質結薄膜。?
進一步地，步驟1在在金屬鈦片表面制備TiO2納米管陣列的具體過程為：?
步驟1-1：配制有機含氟電解液；所述有機含氟電解液溶質為氟化銨，溶劑為乙二醇和去離子水的混合溶劑，其中乙二醇和去離子水的體積比為294:6，氟化銨的質量百分比濃度為2.4×10-3～3.6×10-3%。?
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