[發(fā)明專利]一種具有統(tǒng)一晶面取向特性晶體粒子電極的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110285246.8
• 申請日: 2021-03-17
• 公開（公告）號: CN113121123B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬貴軍;張博楊
• 申請（專利權(quán)）人: 上海科技大學(xué)
• 主分類號: C03C17/00
• 分類號: C03C17/00;C03C17/22;C03C17/25;H01B13/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 徐俊;柏子雵

本發(fā)明公開了一種具有晶面取向特性晶體粒子電極的制備方法，其特征在于，在基底S上制備具有統(tǒng)一晶面取向特征的晶體顆粒堆積層；將所得的晶體顆粒層與導(dǎo)電層M連接，制備具有晶面取向特性的電極。本發(fā)明適用于所有具有多個不同晶面的晶體顆粒，通過一部或兩步法制備具有統(tǒng)一晶面取向性的晶體顆粒電極，操作靈活，可拓展性強(qiáng)，制備裝置簡單，是實現(xiàn)工業(yè)化的有利條件。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種具有統(tǒng)一晶面取向特性晶體粒子電極的制備方法，屬于電極的制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

長期以來，晶體粒子電極尤其是半導(dǎo)體電極被應(yīng)用與各個方面，如光電領(lǐng)域，氣體傳感器，電催化，太陽能電池，超級電容器等。由于晶體內(nèi)部原子有序的定向排列，半導(dǎo)體的一些性質(zhì)(如電導(dǎo)率，熱導(dǎo)率，磁性，耐腐蝕性，吸附性等)與其暴露的晶面密切相關(guān)，具有特定晶面選擇性的電極往往展現(xiàn)出更優(yōu)越的性能。目前，已開發(fā)出一些制備具有特定晶面選擇性電極的方法，如水熱法，磁控濺射，激光燒蝕等。以溶劑熱重結(jié)晶法為例，通常需要先在導(dǎo)電玻璃基底(FTO，ITO，ATO等)上生長一層目標(biāo)產(chǎn)物的種子層，然后將其放入反應(yīng)釜，調(diào)節(jié)反應(yīng)液的配方，加熱溫度和時間等參數(shù)，在種子層上生長具有特定晶面取向性的電極。這些“原位”的化學(xué)制備方法通常需要在特定的導(dǎo)電基底上才可以實現(xiàn)晶面的選擇性暴露，在制備大面積電極時具有一定的局限性，而且成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種操作靈活簡單，可拓展性強(qiáng)，環(huán)境友好的制備具有統(tǒng)一晶面取向特性晶體粒子電極的方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種具有晶面取向特性晶體粒子電極的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1)：在基底S上制備具有統(tǒng)一晶面取向特征的晶體顆粒堆積層；

步驟2)：將步驟1)所得的晶體顆粒層與導(dǎo)電層M連接，制備具有晶面取向特性的電極。

優(yōu)選地，所述步驟1)中晶體顆粒堆積層的晶體為導(dǎo)體、半導(dǎo)體或絕緣體，晶體顆粒堆積層的堆積方式為單層顆粒或多層堆積顆粒。

優(yōu)選地，所述步驟1)中的基底S為導(dǎo)體基底、半導(dǎo)體基底或非導(dǎo)體基底；所述的基底S為剛性基底或柔性基底，其材質(zhì)為透明金屬氧化物玻璃、金屬或碳。

更優(yōu)選地，所述的半導(dǎo)體基底為Si，Ge，TiO₂，SrTiO₃，RuO₂，NiO，F(xiàn)eO_x，PbO₂，ZrO_x，CeO_x，MnO₂，F(xiàn)eBiO₃，BN或(ZnO)_x(GaN)_1-x；所述的非導(dǎo)體基底為普通鈉鈣玻璃，硼硅玻璃，石英玻璃，金剛石或云母。

更優(yōu)選地，所述的柔性基底為樹脂，塑料或高分子聚合物材質(zhì)的可彎曲材料。

更優(yōu)選地，所述的透明金屬氧化物玻璃為摻雜的SnO₂基，In₂O₃基，Al₂O₃基或ZnO基；所述的金屬為Ti，Nb，Ta，Mo，W，Ni，Pd，Pt，Cu，Ag和Au中的任意一種單質(zhì)或任意幾種的合金。

優(yōu)選地，所述步驟1)中對晶體顆粒進(jìn)行了定向組裝。

更優(yōu)選地，所述定向組裝的具體方法采用Langmuir-Blodgett自組裝法，摩擦法或旋涂法。

優(yōu)選地，所述步驟2)中的導(dǎo)電層M為Ti，Ta，Mo，W，Ni，Pd，Pt，Cu，Ag，F(xiàn)TO，ITO，AZO，無定形碳或合金中的任意一種具有導(dǎo)電功能的材料。

優(yōu)選地，所述步驟2)中導(dǎo)電層M的制備方法為真空熱蒸鍍，電子束蒸鍍，磁控濺射，旋涂法或噴涂法。