[發(fā)明專利]一種TiO2

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010175020.8
• 申請(qǐng)日: 2020-03-13
• 公開（公告）號(hào): CN111354806A
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周小巖;王立鑫;張翔翔;張永;邱巖;周鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)（華東）
• 主分類號(hào): H01L31/0336
• 分類號(hào): H01L31/0336;H01L31/109;H01L31/18
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 鄭平

本發(fā)明涉及光敏材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種TiO₂薄膜/SiO₂/p?Si異質(zhì)結(jié)光敏材料及其制備方法與應(yīng)用。所述光敏材料包括沉積在單晶p型Si襯底上的SiO₂氧化層上的TiO₂薄膜，所述TiO₂薄膜由致密的圓錐形顆粒組成，且TiO₂薄膜、SiO₂氧化層和Si襯底的界面處形成TiO₂薄膜/SiO₂/p?Si異質(zhì)結(jié)。本發(fā)明采用噴霧熱解法制備TiO₂薄膜/SiO₂/p?Si異質(zhì)結(jié)并進(jìn)行不同光照強(qiáng)度下的直流交流電學(xué)性能研究，其I?V曲線表明TiO₂薄膜/SiO₂/p?Si異質(zhì)結(jié)具有明顯的二極管整流特性和高性能的光電導(dǎo)率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光電導(dǎo)器件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種TiO₂薄膜/SiO₂/p-Si異質(zhì)結(jié) 光敏材料及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

公開該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本發(fā)明的總體背景的理解，而不 必然被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已經(jīng)成為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所 公知的現(xiàn)有技術(shù)。

硅(Si)作為微電子工業(yè)的重要材料，因其具有儲(chǔ)量豐富、耐高溫性能良好、 加工工藝成熟和耐輻照性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)，在集成電路芯片、商用光伏器件、通信 器件等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。許多文章報(bào)道基于Si改造的結(jié)構(gòu)如p-n異質(zhì)結(jié)和 肖特基結(jié)可以提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率，增加光電探測(cè)器的光電響應(yīng)，并 制作其他光電器件。在過去的幾十年里，二氧化鈦(TiO₂)納米結(jié)構(gòu)的異質(zhì)結(jié)器 件由于能與現(xiàn)有的Si基微電子器件相組合而備受關(guān)注。Si基TiO₂器件已廣泛應(yīng) 用于紫外光電探測(cè)器、光電化學(xué)(PEC)應(yīng)用和商用光伏器件。X.Yang等通過 構(gòu)建n-Si/TiO₂電子選擇性接觸實(shí)現(xiàn)了Si太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率的提高(參見 文獻(xiàn)1)。S.Y.Noh等制備了TiO₂/n-Si納米線陣列，其結(jié)構(gòu)在光解水制氫領(lǐng)域表現(xiàn)出優(yōu)異的光電化學(xué)性能(參見文獻(xiàn)2)。

TiO₂是一種寬禁帶半導(dǎo)體，常用于紫外光電探測(cè)器，但在可見光探測(cè)器中 的應(yīng)用受到限制。減小TiO₂的禁帶寬度是拓寬TiO₂在可見光范圍內(nèi)的吸收的有 效途徑，目前報(bào)道的主要方法有：染料/量子點(diǎn)敏化、陽離子/金屬/陰離子摻雜、 金屬離子注入、異質(zhì)結(jié)(參見文獻(xiàn)3-6)。Si的禁帶寬度大約為1.1eV，對(duì)可見光 和近紅外(NIR)光有較好的吸收能力。由此可以推測(cè)TiO₂/Si異質(zhì)結(jié)可以實(shí)現(xiàn) 對(duì)可見光和近紅外光的響應(yīng)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

文獻(xiàn)1：X.Yang,Q.Bi,H.Ali,K.Davis,W.V.Schoenfeld,K.Weber, High-performance TiO₂-based electron-selective contacts for crystalline siliconsolar cells,Adv.Mater.,28(2016)5891-5897.

文獻(xiàn)2：S.Y.Noh,K.Sun,C.Choi,M.T.Niu,M.C.Yang,K.Xu,S.H.Jin,D.L. Wang,Branched TiO₂/Si nanostructures for enhanced photoelectrochemical watersplitting,Nano.Energ.,2(2013)351-360.