[發明專利]復合保護層、光電極結構以及光電化學電池

有效

• 申請號: 201310698752.5
• 申請日: 2013-12-18
• 公開（公告）號: CN103972611B
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發明（設計）人: 金泰坤;李晶姬;任承宰;金泰亨
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H01M14/00
• 分類號: H01M14/00;H01M4/86
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 屈玉華

1.一種用于光電極結構的復合保護層，該復合保護層包括化學保護層和物理保護層，

其中所述化學保護層是從鉭、鈮、鈦、鎵、鋯、鍶、銅、鉿、鋁、銦、及其合金中選出的至少一種金屬，

其中所述物理保護層不同于所述化學保護層，其中所述物理保護層具有1-100μm的厚度并包括從以下選擇的至少一種：

至少一種金屬，從鋁、銅、鉭、鈮、鈦、其合金以及不銹鋼中選擇；

至少一種碳基材料，從無定形碳、石墨和石墨烯中選擇；

至少一種氧化物導體，從In₂O₃:Sn、SnO₂:F、ZnO:Al、TiO₂:Nb和SrTiO₃:Nb中選擇；以及

無機材料-聚合物復合導體，

其中所述化學保護層具有所述物理保護層的所述厚度的1/100至1/10的厚度，并在水分解電勢下具有每單位時間0.1C/cm²或更小的腐蝕電荷，且

所述物理保護層具有0.001g/m²/天或更小的濕氣透過率并且具有電導率。

2.如權利要求1所述的用于光電極結構的復合保護層，其中所述物理保護層在室溫下的電導率為1×10⁶S/cm或更大。

3.如權利要求1所述的用于光電極結構的復合保護層，其中所述化學保護層包括不溶于水、在水分解電勢下具有在1至12的范圍內的pH值的材料。

4.如權利要求1所述的光電極結構的復合保護層，其中所述化學保護層包括鉭、鈮、鈦及其合金中的至少一種。

5.如權利要求1所述的用于光電極結構的復合保護層，其中所述物理保護層是自立式箔。

6.如權利要求1所述的用于光電極結構的復合保護層，其中所述復合保護層進一步包括所述化學保護層的天然氧化物膜，且

所述天然氧化物膜的厚度為10nm或更小。

7.如權利要求1所述的用于光電極結構的復合保護層，其中所述復合保護層包括銅箔和鉭薄膜，或

所述復合保護層進一步包括所述化學保護層的天然氧化物膜，且所述復合保護層包括銅箔、鉭薄膜和該鉭薄膜的天然氧化物膜。

8.一種光電極結構，包括：電極；光吸收層；如權利要求1所述的復合保護層，在所述光吸收層上；和電催化劑，在所述復合保護層上。

9.如權利要求8所述的光電極結構，進一步包括在所述光吸收層和所述復合保護層之間的接合層。

10.如權利要求9所述的光電極結構，進一步包括在所述光吸收層和所述接合層之間的載流子阻擋層。

11.如權利要求8所述的光電極結構，其中所述光吸收層與所述復合保護層的物理保護層通過利用激光焊接或電弧熔化而直接接合。

12.如權利要求8所述的光電極結構，其中所述光吸收層包括從Cu₂O、Cu(In,Ga)(S,Se)₂、Cu(Zn,Sn)(S,Se)₂、Si、WO₃、BiVO₄、CdS、CdSe、CdTe、ZnSe、InGaN、AlGaN、GaAs、GaP、InGaP和ZnGeP₂中選出的至少一種。

13.如權利要求8所述的光電極結構，進一步包括在所述復合保護層和所述電催化劑之間的所述化學保護層的天然氧化物膜，其中所述天然氧化物膜的厚度為10nm或更小。

14.如權利要求11所述的光電極結構，其中所述光電極結構包括電極/Cu₂O層/TiO₂層/In層/Cu箔/Ta薄膜/Ta天然氧化物膜/電催化劑順序層疊的結構，或

電極/n型硅/p型硅/In層/Cu箔/Ta薄膜/Ta天然氧化物膜/電催化劑順序層疊的結構。

15.一種光電化學電池，包括如權利要求8所述的光電極結構。