[發(fā)明專利]一種半導(dǎo)體復(fù)合型二氧化鈦光解水制氫裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010577330.2
• 申請(qǐng)日: 2020-06-23
• 公開（公告）號(hào): CN111689465A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中山科立特光電科技有限公司
• 主分類號(hào): C01B3/04
• 分類號(hào): C01B3/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體復(fù)合型二氧化鈦光解水制氫裝置，包括二氧化鈦部和半導(dǎo)體部。二氧化鈦部和半導(dǎo)體部的材料不同，二氧化鈦部和半導(dǎo)體部置于襯底上，二氧化鈦部的截面為周期性排列的梯形，梯形分離，半導(dǎo)體部設(shè)置在相鄰梯形間。本發(fā)明中，半導(dǎo)體部和二氧化鈦部的禁帶寬度不同。在入射光作用下，被激發(fā)產(chǎn)生的電子會(huì)完全轉(zhuǎn)移到能量比較低的導(dǎo)帶上，被激發(fā)產(chǎn)生的空穴會(huì)轉(zhuǎn)移到能量比較高的價(jià)帶上，使得光生電子和光生空穴更多地分開，提高了光生電子和光生空穴的壽命。此外，不同半導(dǎo)體材料擴(kuò)大了吸收光的波長(zhǎng)范圍，充分利用了入射光，在光解水制氫領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用前途。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及制氫技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種半導(dǎo)體復(fù)合型二氧化鈦光解水制氫裝置。

背景技術(shù)

隨著化石能源的緊缺和環(huán)境的惡化，開發(fā)清潔能源成為當(dāng)今科學(xué)研究的前沿。氫氣具有高效、清潔、無污染等優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用二氧化鈦光解水制氫具有成本低、無污染的優(yōu)點(diǎn)。但是，傳統(tǒng)應(yīng)用二氧化鈦單一材料光解水制氫的效率低。

發(fā)明內(nèi)容

為解決以上問題，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體復(fù)合型二氧化鈦光解水制氫裝置，該制氫裝置包括襯底、二氧化鈦部、半導(dǎo)體部；二氧化鈦部和半導(dǎo)體部的材料不同，二氧化鈦部和半導(dǎo)體部置于襯底上，二氧化鈦部的截面為周期性排列的梯形，梯形分離，梯形的上底邊為上表面，梯形的下底邊為與襯底接觸的界面，下底邊的長(zhǎng)度大于上底邊的長(zhǎng)度，半導(dǎo)體部設(shè)置在相鄰梯形間。

更進(jìn)一步地，還包括貴金屬層，貴金屬層置于襯底上，二氧化鈦部和半導(dǎo)體部置于貴金屬層上。

更進(jìn)一步地，還包括貴金屬顆粒，貴金屬顆粒置于半導(dǎo)體部上。

更進(jìn)一步地，二氧化鈦部的高度大于半導(dǎo)體部的高度。

更進(jìn)一步地，半導(dǎo)體部的上表面為凹面。

更進(jìn)一步地，貴金屬層的材料為金。

更進(jìn)一步地，貴金屬層的厚度大于100納米。

更進(jìn)一步地，貴金屬顆粒的材料為金。

更進(jìn)一步地，貴金屬顆粒的形狀為球形、方形、棒形。

更進(jìn)一步地，貴金屬顆粒的尺寸大于20納米、小于80納米。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體復(fù)合型二氧化鈦光解水制氫裝置，包括二氧化鈦部和半導(dǎo)體部。二氧化鈦部和半導(dǎo)體部的材料不同，二氧化鈦部和半導(dǎo)體部置于襯底上，二氧化鈦部的截面為周期性排列的梯形，梯形分離，半導(dǎo)體部設(shè)置在相鄰梯形間。本發(fā)明中，半導(dǎo)體部和二氧化鈦部的禁帶寬度不同。在入射光作用下，被激發(fā)產(chǎn)生的電子會(huì)完全轉(zhuǎn)移到能量比較低的導(dǎo)帶上，被激發(fā)產(chǎn)生的空穴會(huì)轉(zhuǎn)移到能量比較高的價(jià)帶上，使得光生電子和光生空穴更多地分開，提高了光生電子和光生空穴的壽命。此外，不同半導(dǎo)體材料擴(kuò)大了吸收光的波長(zhǎng)范圍，充分利用了入射光，在光解水制氫領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用前途。

以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

附圖說明

圖1是半導(dǎo)體復(fù)合型二氧化鈦光解水制氫裝置的示意圖。

圖2是又一種半導(dǎo)體復(fù)合型二氧化鈦光解水制氫裝置的示意圖。

圖3是再一種半導(dǎo)體復(fù)合型二氧化鈦光解水制氫裝置的示意圖。

圖中：1、襯底；2、二氧化鈦部；3、半導(dǎo)體部；4、貴金屬層；5、貴金屬顆粒。

具體實(shí)施方式

為進(jìn)一步闡述本發(fā)明達(dá)成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式、結(jié)構(gòu)特征及其功效，詳細(xì)說明如下。

實(shí)施例1