[發明專利]一種Ag2

在審

• 申請號: 202010468221.7
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN111599875A
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 韓建華;劉志鋒;宋慶功;嚴慧羽;康建海;郭艷蕊
• 申請（專利權）人: 中國民航大學
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;B82Y40/00
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 龐學欣

一種Ag₂S?Sb₂S₃共敏化ZnO基光陽極的制備方法。該方法首先在ITO導電玻璃上生成ZnO納米結構，再基于連續離子層吸附反應法將生成有ZnO納米結構的玻璃分別在Na₂S水溶液、AgNO₃水溶液、Na₂S水溶液、SbCl₃乙醇溶液中反應(每一步反應均清洗后用氮氣吹干再進行下一步)，重復上述過程若干次后在鼓風干燥箱中烘干，最終在ITO導電玻璃表面制成一層Ag₂S?Sb₂S₃共敏化ZnO基光陽極。基于本發明方法制備的Ag₂S?Sb₂S₃共敏化ZnO基光陽極的光響應范圍寬、吸光強度高，且載流子抽取與傳輸速率快，制備方法簡單易控，可推廣至其它多種硫化物共敏化光陽極的制備。

技術領域

本發明屬于光電功能材料制備技術領域，具體涉及一種Ag₂S-Sb₂S₃共敏化ZnO基光陽極的制備方法。

背景技術

傳統化石能源的使用往往伴隨著環境與資源存量的問題，新型清潔能源的開發與應用變得越來越迫切。太陽能的有效利用對于能源問題的解決有著超乎尋常的意義，包括將太陽能轉化為化學能或電能等。在太陽能電池或光電催化器件中，光陽極都是非常重要的組成部分，而高質量的光陽極便是獲得高性能器件的關鍵。比較常見的無機金屬氧化物半導體是光陽極中最為常見的材料，如ZnO、TiO₂、SnO₂等。ZnO因其易制備、形貌豐富(如：納米棒、納米片、納米線等)、電子遷移率高、能帶結構合適等優勢已被廣泛用作太陽能電池和光電催化的光陽極材料。但金屬氧化物(如ZnO、TiO₂、SnO₂等)普遍存在禁帶寬度較寬而導致的光響應范圍較窄的不足，而通過將窄禁帶的半導體負載在金屬氧化物表面來拓寬其光響應范圍是一種非常有效的技術手段。

材料的禁帶寬度決定了材料的吸光范圍，禁帶寬度為3.2eV的ZnO光響應范圍被限制在紫外光區，而拓寬ZnO的光響應范圍就需要選擇窄禁帶寬度的半導體來對其進行修飾。Ag₂S的禁帶寬度為0.92eV，Sb₂S₃的禁帶寬度為1.70eV，這兩種材料的疊加便可以覆蓋整個可見光區和部分近紅外區，且Ag₂S和Sb₂S₃均具有較高的吸光系數，適宜作為吸光材料來優化ZnO。此外，硫化物(如Ag₂S、Sb₂S₃等)的制備過程普遍較為溫和，簡單易控。

目前基于連續離子層吸附反應法在ZnO納米結構表面負載Ag₂S和Sb₂S₃，從而組裝Ag₂S-Sb₂S₃共敏化的ZnO基光陽極還未見報道，而基于一種簡單的方法實現光陽極光響應范圍的顯著拓寬及吸光強度的大幅增強在光電功能材料領域具有非常重要的研究意義和現實意義。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種Ag₂S-Sb₂S₃共敏化ZnO基光陽極的制備方法。