[發明專利]雙層雙尺度復合結構氧化物-二氧化鈦薄膜及其制備工藝和用途

有效

• 申請號: 201710375600.X
• 申請日: 2017-05-24
• 公開（公告）號: CN107275486B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 楊冠軍;丁斌;黃世玉;楚倩倩
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/44;H01L51/48
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

1.雙層雙尺度復合結構氧化物-二氧化鈦薄膜，其特征在于，包括具有孔隙的一次結構氧化鈦(1)、填充一次結構氧化鈦(1)孔隙形成致密結構的小顆粒二次結構氧化鈦(2)和位于二次結構氧化鈦(2)上方的小顆粒氧化物構成的第二材料層(3)；

一次結構氧化鈦(1)的顆粒尺寸為5-100nm，孔隙大小為5-50nm，厚度為20-300nm；小顆粒二次結構氧化鈦(2)的顆粒尺寸為3-50nm；成膜時，小顆粒二次結構氧化鈦(2)的顆粒尺寸小于對應的一次結構氧化鈦(1)的顆粒尺寸；小顆粒二次結構氧化鈦(2)不僅在一次結構氧化鈦(1)空隙內分布，同時在表面分布，厚度為3-100nm；

小顆粒氧化物構成的第二材料層(3)于致密結構的小顆粒二次結構氧化鈦(2)上方異質形核，并與二氧化鈦形成牢固的結合；

小顆粒氧化物構成的第二材料層(3)的顆粒尺寸為3-70nm，厚度為3-100nm。

2.根據權利要求1所述的雙層雙尺度復合結構氧化物-二氧化鈦薄膜，其特征在于，小顆粒氧化物構成的第二材料層(3)的材料為氧化錫。

3.雙層雙尺度復合結構氧化物-二氧化鈦薄膜的制備工藝，其特征在于，用于制備權利要求1至2中任一項所述的雙層雙尺度復合結構氧化物-二氧化鈦薄膜，包含以下步驟：

步驟一，將基體浸潤在100-600mM的TiCl₄水溶液溶液中，70-120℃密封保溫30-120min；取出基體后，沖洗干凈，然后在90-180℃下干燥10-60min，得到具有孔隙的一次結構氧化鈦(1)；

步驟二，將干燥后，已沉積有具有孔隙的一次結構氧化鈦(1)的基體再次浸潤到10mM-80mM的TiCl₄水溶液中，70℃-120℃密封保溫30min-120min；取出基體后，沖洗干凈，然后在90-180℃下干燥10-60min，得到填充一次結構氧化鈦(1)孔隙形成致密結構的小顆粒二次結構氧化鈦(2)；

步驟三，將基體再次浸潤到10mM-400mM的氧化物前驅體的混合溶液，70℃-120℃密封保溫30min-120min；取出基體后，沖洗干凈，然后在90-180℃下干燥10-120min，得到表層小顆粒氧化物構成的第二材料層(3)。

4.根據權利要求3所述的制備工藝，其特征在于，步驟一和步驟二中TiCl₄水溶液通過TiCl₄與水或酸或水解抑制劑混合配置而成。

5.根據權利要求3所述的制備工藝，其特征在于，氧化物前驅體采用氧氯化物金屬鹽、鋁的純鹽或者氯化金屬鹽中的一種或幾種；氧化物前驅體的混合溶液，通過氧化物前驅體與水、醇或者其他水解抑制劑配置而成。

6.權利要求1至2中任一項所述的雙層雙尺度復合結構氧化物-二氧化鈦薄膜應用于鈣鈦礦太陽能電池的用途。