[發明專利]PN結型硅電極及其制備方法、光電陰極和應用有效
| 申請號： | 202011080074.2 | 申請日： | 2020-10-10 |
| 公開（公告）號： | CN112176358B | 公開（公告）日： | 2022-11-01 |
| 發明（設計）人： | 鞏金龍;吳波;王拓;劉斌;李慧敏;汪懷遠 | 申請（專利權）人： | 天津大學 |
| 主分類號： | C25B1/04 | 分類號： | C25B1/04;C25B1/55;C25B11/054;C25B11/069;C25B11/081 |
| 代理公司： | 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201 | 代理人： | 琪琛 |
| 地址： | 300350 天津市津南區海*** | 國省代碼： | 天津;12 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | pn 結型硅 電極 及其 制備 方法 光電 陰極 應用 | ||
1.一種PN結型硅電極，其特征在于，包括PN結型硅，所述PN結型硅的N型硅表面自組裝有疏水有機硅烷層，所述疏水有機硅烷層上沉積有親水鋁氧化物層；由此構建兩性薄膜保護的PN結型硅電極；所述疏水有機硅烷層的厚度為3-20nm，所述親水鋁氧化物層的厚度為2-10nm；并且按照以下步驟制備得到：
(1)將有機硅烷前驅體、水、有機溶劑配置成體積分數為2％-40％的有機硅烷前驅體溶液，并且分散均勻；
(2)將步驟(1)得到的有機硅烷前驅體溶液旋涂在所述PN結型硅的N型硅表面，所述旋涂的速度為500-6500rpm/s；
(3)將步驟(2)得到的電極在100-200℃條件下加熱至完全干燥，實現疏水有機硅烷層的自組裝；
(4)在步驟(3)得到的疏水有機硅烷層表面沉積親水鋁氧化物層。
2.一種如權利要求1所述PN結型硅電極的制備方法，其特征在于，該方法按照以下步驟進行：
(1)將有機硅烷前驅體、水、有機溶劑配置成體積分數為2％-40％的有機硅烷前驅體溶液，并且分散均勻；
(2)將步驟(1)得到的有機硅烷前驅體溶液旋涂在所述PN結型硅的N型硅表面，所述旋涂的速度為500-6500rpm/s；
(3)將步驟(2)得到的電極在100-200℃條件下加熱至完全干燥，實現疏水有機硅烷層的自組裝；
(4)在步驟(3)得到的疏水有機硅烷層表面沉積親水鋁氧化物層。
3.根據權利要求2所述PN結型硅電極的制備方法，其特征在于，步驟(1)之前除去所述PN結型硅的N型硅表面自氧化產生的SiO2。
4.根據權利要求2所述PN結型硅電極的制備方法，其特征在于，步驟(1)中的所述有機硅烷為十八烷基三甲氧基硅烷，所述有機溶劑為乙醇。
5.根據權利要求2所述PN結型硅電極的制備方法，其特征在于，步驟(4)中所述沉積為原子層沉積，前驅體為三甲基鋁；沉積循環數為5-20次。
6.一種兩性薄膜保護的PN結型硅光電陰極，其特征在于，包括如權利要求1所述PN結型硅電極，所述PN結型硅電極的所述親水鋁氧化物層表面負載有Pt納米顆粒。
7.根據權利要求6所述的一種PN結型硅光電陰極，其特征在于，所述Pt納米顆粒的粒徑為3-20nm。
8.一種如權利要求6-7中任一項所述PN結型硅光電陰極在光電化學池光解水制氫中的應用。
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