[發明專利]光電極及其制造方法和光電化學電池

在審

• 申請號: 201611023630.6
• 申請日: 2016-11-15
• 公開（公告）號: CN107142494A
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發明（設計）人: 田村聰;藏渕孝浩;菊地諒介;野村幸生;羽藤一仁
• 申請（專利權）人: 松下知識產權經營株式會社
• 主分類號: C25B11/03
• 分類號: C25B11/03;C25B11/06;C25B1/04
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所11247
• 代理人: 王磊,徐健

1.一種光電極，包含：

作為基板的第1導電體；

第2導電體，其配置在所述第1導電體上，具有多孔質結構、且透明，所述多孔質結構包含三維連續的骨架和通過所述骨架形成的細孔；和

可見光光催化劑，其配置在所述第2導電體的所述細孔的內部。

2.根據權利要求1所述的光電極，

所述可見光光催化劑包含鈮氮化物和鈮氮氧化物中的至少任一種。

3.根據權利要求1或2所述的光電極，

所述第1導電體的電阻率比所述第2導電體的電阻率小。

4.根據權利要求3所述的光電極，

所述第1導電體由金屬形成，

所述第2導電體由透明導電性氧化物形成。

5.根據權利要求3所述的光電極，

所述第1導電體由第1透明導電性氧化物形成，

所述第2導電體由第2透明導電性氧化物形成，

所述第1透明導電性氧化物的電阻率比所述第2透明導電性氧化物的電阻率小。

6.根據權利要求1～5的任一項所述的光電極，

所述第2導電體由選自銻摻雜氧化錫、氟摻雜氧化錫和鎵摻雜氧化鋅之中的至少任一種形成。

7.根據權利要求1～6的任一項所述的光電極，

所述多孔質結構是共連續結構、或粒子狀多孔質結構，所述粒子狀多孔質結構中的所述骨架是通過微粒子的凝聚而形成的。

8.根據權利要求1～7的任一項所述的光電極，

在所述第2導電體中，相對于所述第2導電體的中心面、所述第1導電體側的區域的空隙率比相對于所述中心面、與所述第1導電體相反側的區域的空隙率低，

所述中心面是所述第2導電體的厚度的中心面，

將所述第1導電體的配置有所述第2導電體的面作為基準面、將從所述第2導電體的所述骨架之中離所述基準面最遠的位置通過、且與所述基準面平行的面作為厚度決定面時，所述第2導電體的厚度由從所述基準面到所述厚度決定面的距離決定，

所述第2導電體的厚度的中心面是所述基準面與所述厚度決定面的中心面。

9.一種光電極的制造方法，是制造權利要求1～8的任一項所述的光電極的方法，

在作為基板的第1導電體上形成第2導電體，所述第2導電體具有多孔質結構、且透明，所述多孔質結構包含三維連續的骨架和通過所述骨架形成的細孔；

形成配置于所述第2導電體的所述細孔的內部的可見光光催化劑。

10.根據權利要求9所述的光電極的制造方法，

所述可見光光催化劑是選自氮化物和氮氧化物中的至少任一種，

通過使用氮化合物氣體對作為所述可見光光催化劑的前驅體的氧化物或有機化合物進行氮化處理，來形成所述可見光光催化劑。

11.一種光電化學電池，具備：

權利要求1～8的任一項所述的光電極；

與所述光電極電連接的對電極；和

收納所述光電極和所述對電極的容器。

12.根據權利要求11所述的光電化學電池，

還具備包含水的電解液，所述電解液被收納在所述容器內，且與所述光電極以及所述對電極的表面接觸。

13.根據權利要求11或12所述的光電化學電池，

所述光電極的第1導電體由金屬形成，

所述光電極以光能夠從與所述第1導電體相反側的面入射的朝向配置。

14.根據權利要求11或12所述的光電化學電池，

所述光電極的第1導電體由透明導電性材料形成，

所述光電極以光能夠從所述第1導電體側的面入射的朝向配置。

15.一種生成氫氣的方法，具備以下的工序(a)和工序(b)：

工序(a)：準備光電化學電池，

所述光電化學電池具備

權利要求1所述的光電極、

與所述光電極電連接的對電極、

與所述光電極以及所述對電極接觸的液體、和

收納所述光電極、所述對電極以及所述液體的容器，

其中，所述液體為水或電解質水溶液，

工序(b)：向所述光電極照射光，從而在所述對電極的表面上產生氫氣。