[發明專利]一種低成本兩端口太陽能可充電器件及制備方法

有效

• 申請號: 202011039834.5
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112382509B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 羅文俊;王品;章俊哲;鄒志剛
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: H01G9/20
• 分類號: H01G9/20;H01G9/042
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳建和

1.一種低成本兩端口太陽能可充電器件的制備方法，其特征在于，所述器件包括法拉第結光電極和對電極兩個端口，兩端口中間有電解質；所述的法拉第結光電極包括直接接觸的半導體和法拉體兩種材料，所述的法拉體是一種電子離子耦合的導體；光充電時，所述的法拉第結光電極端口與對電極端口短路連接；暗態放電時，所述的法拉第結光電極端口與對電極端口中間連接負載；

所述的法拉第結光電極能發生快速可逆的氧化還原反應；在光照下，法拉第結中的半導體產生電子空穴對，法拉體能捕獲光生載流子和溶液中的離子，實現對太陽能的轉化和存儲；

所述制備方法如下：通過光電沉積法將WO₃擔載在金字塔形的半導體pn⁺-Si表面，作為pn⁺-Si/WO₃法拉第結光電極，以親水碳布為對電極，兩個電極都浸在0.5 M H₂SO₄水溶液中，兩電極通過外電路連接構建雙端口器件；

所述光電沉積法在pn⁺-Si表面擔載WO₃包括以下步驟：

步驟一、制備沉積電溶液：將0.08 M H₂O₂, 0.36 M H₂SO₄和0.1 M Na₂WO₄·2H₂O溶于去離子水作為前驅體溶液；

步驟二、去除pn⁺-Si表面氧化層: 將硅浸泡在5% HF溶液中30秒，以去除表面的SiO_x層；

步驟三、三電極沉積WO₃薄膜：將pn⁺-Si作為工作電極，飽和甘汞電極做為參比電極，碳棒作為對電極，上述步驟一所述溶液作為電解液，AM 1.5G即100 mW cm^-2太陽光模擬器作為光源；利用電化學工作站的循環伏安測試模式，在0 ~ 0.5 V_SCE的范圍內掃描，當沉積電量達到1 C/cm²時停止沉積，從而得到pn⁺-Si/WO₃法拉第結光電極。