[發明專利]一種球狀CdSe/Cu2O異質結材料制備方法

在審

• 申請號: 201410163723.3
• 申請日: 2014-04-23
• 公開（公告）號: CN103924277A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 鐘福新;王丹宇;莫德清;王偉;黎燕;王蘇寧;朱義年
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: C25D9/08
• 分類號: C25D9/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種采用兩次電沉積法制備球狀CdSe/Cu₂O異質結材料的方法。

背景技術

近年來，由于異質結可以有效地提高電子-空穴對的分離效率，提高光量子效率，成為當前研究者密切關注的熱點。目前，關于對TiO₂、ZnO等寬帶隙半導體異質結的研究較多，如通過電化學法在TiO₂陣列上制備CdSe/TiO₂同軸異質結，采用水熱法在TiO₂陣列上沉積出CuS制備CuS/TiO₂，通過水熱法制備ZnO納米棒然后在其表面生長TiO₂制備ZnO/TiO₂納米管以用來做染料敏化太陽能電池，此類材料都是通過與禁帶寬度較小的半導體復合或者染料敏化劑來提高太陽光利用率，具有一定的局限性。而對窄帶隙半導體異質結的研究還較少。Cu₂O具有無毒、價廉，具有較窄的能帶寬度和較高的可見光吸收效率等特點,在太陽能轉化方面表現出巨大的潛在應用價值。而CdSe具有良好的光電性能，利用兩種窄帶系半導體制備出CdSe/Cu₂O異質結既可以提高太陽光的利用率，又能夠阻止光生電子的復合。而球狀半導體有利于提高比表面積，有望提高其光電性能。。本發明采用兩次電化學沉積法成功制備出球狀CdSe/Cu₂O異質結，相關研究未見報道。

發明內容

本發明的目的是提供一種球狀CdSe/Cu₂O異質結材料的制備方法。

具體步驟：

（1）將1.2800g～1.7067g?CdSO₄、0.0115g～0.0128g?H₂SeO₃、0.9g～1.9g?Na₂SO₄和100mL水混合，置于30℃～50℃水浴中。

（2）以ITO導電玻璃為陰極，高純鉑片為陽極，放入步驟（1）所得溶液中，在1.9V～2.4V直流電壓下沉積30～50分鐘，制得CdSe薄膜。

（3）將20mL濃度為?3mol/L乳酸溶液和20mL濃度為?0.4mol/L?CuSO₄溶液混合，并用濃度為4mol/L?的NaOH調節pH值為9-10，置于40℃～50℃水浴中，制得電解液。

（4）以沉積有步驟（2）所得CdSe薄膜的ITO為陰極，高純鉑片為陽極，放入步驟（3）所得電解液中，在1.2V～1.5V直流電壓下沉積5～10分鐘，即制備出球狀CdSe/Cu₂O異質結材料。

本發明與其他相關技術相比，最顯著的特點是采用兩次電化學沉積法簡單、快速制備出均勻球狀的CdSe/Cu₂O異質結。?

具體實驗方案：

實施例1：

（1）將1.5600g??CdSO₄、0.0128g?H₂SeO₃、1.8939g?Na₂SO₄和100mL蒸餾水混合，置于30℃水浴中。

（2）以ITO導電玻璃為陰極，高純鉑片為陽極，放入步驟（1）所得溶液中，在2.4V直流電壓下沉積30分鐘，制得CdSe薄膜。

（3）將20mL濃度為?3mol/L乳酸溶液和20mL濃度為?0.4mol/L?CuSO₄溶液混合，并用濃度為4mol/L?的NaOH調節pH值為9，置于40℃水浴中，制得電解液。

（4）以沉積有步驟（2）所得CdSe薄膜的ITO為陰極，高純鉑片為陽極，放入步驟（3）所得電解液中，在1.4V直流電壓下沉積5分鐘，即制備出球狀CdSe/Cu₂O異質結材料。

實施例2：

（1）將1.2800g?CdSO₄、0.0115g?H₂SeO₃、1.4500g?Na₂SO和100mL蒸餾水混合，置于50℃水浴中。

（2）以ITO導電玻璃為陰極，高純鉑片為陽極，放入步驟（1）所得溶液中，在2.2V直流電壓下沉積50分鐘，制得CdSe薄膜。