[发明专利]微纳米银、铜或银铜合金薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于微纳米材料技术领域，具体的是涉及一种微纳米银、铜或银铜合金薄膜及其制备方法。

背景技术

银铜合金既保留了银和铜的优异特性，又具有单元素银和铜所不具有的优良特性，由于其具有良好的导电性、流动性、浸润性、较好的机械性能、耐磨性和抗熔焊性等，在各领域具有广阔的应用前景。目前，银铜合金的制备主要运用熔炼法，主要应用在宏观领域；而在微观领域，纳米级或微纳米级的银铜合金用作导电浆料时可节省用银量30～60％，大大地节省了原材料、降低生产成本，还有利于保护环境。现有技术中，对微纳米级银铜合金的制备方法报道不多，曾有人利用化学反应法，将硝酸银和硝酸铜水溶液混合后，在搅拌中加入水合肼溶液，经搅拌、过滤、洗涤、低温干燥后，得到含铜量为0.01～10％的钠米银铜合金粉，粉体粒度为25～60nm；还有人利用AgNO₃、Cu(NO₃)₂·2H₂O、KNO₃和聚乙二醇，采用电化学沉积的方法，在合适的电压、沉积时间、沉积温度和电解液浓度等条件下，在ITO玻璃基底上，制备出了Ag-Cu树枝晶微纳米薄膜。

微纳米级金属的特性在很大方面取决于它们的尺寸、组织、结晶度、形状和结构几何态（如：果核、实心和空心），不同形态的微纳米结构能在很大范围内影响它们的性能，于是控制微纳米结构的形态获得了研究者们足够的重视。

此外，近年来单晶硅作为一种极具潜能、亟待开发利用的高科技资源，正引起越来越多的关注和重视；与此同时，由于常规能源供给的有限性和环保压力的增加，世界上许多国家正掀起开发利用太阳能的热潮并成为各国制定可持续发展战略的重要内容。在n型单晶硅上沉积微纳米级的银、铜或银铜合金薄膜，可获得优良的抗冲击性及抗腐蚀性，既可用作太阳能电池的电极，又可作为减反射薄膜，有望成为下一代太阳能电池的研究热点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种工艺简单、成本低、大小和形貌可控的微纳米银、铜或银铜合金薄膜制备方法。

本发明另一目的在于提供一种大小、形貌易控，并且具有良好的机械性和导电性的微纳米银、铜或银铜合金薄膜。

为了实现上述发明目的，本发明技术方案如下：

一种微纳米银、铜或银铜合金薄膜的制备方法，包括如下步骤：

获取半导体基体；

将所述半导体基体浸入反应液中，用紫外光光照所述半导体基体至少1分钟，使在所述半导体基体表面生成微纳米银、铜或银铜合金薄膜；其中，所述反应液中溶解有硝酸银或/和硝酸铜以及氢氟酸，所述硝酸银或/和硝酸铜以及氢氟酸的摩尔百分比为1～100：3～10；

将经紫外光光照后的所述半导体基体从反应液中取出后进行干燥处理。

以及，一种微纳米银、铜或银铜合金薄膜，所述微纳米银、铜或银铜合金薄膜由上述微纳米银铜合金薄膜制备方法制备而成。

上述微纳米银、铜或银铜合金薄膜的制备方法采用光化学液相沉积法，将半导体基体浸入反应液中，被氢氟酸腐蚀形成成核点，并进行紫外光光照，该半导体基体通过吸收光子被激发出电子，使反应液中的银离子或铜离子还原生成银或铜，沉积在上述半导体基体上，从而实现微纳米颗粒的均匀沉积，得到上述微纳米银、铜或银铜合金薄膜。该方法工艺简单、条件易控、避免了有机溶剂的使用，有效降低了生产成本，并且容易控制金属薄膜的大小、形貌及组分。

上述微纳米银、铜或银铜合金薄膜可根据实际需求，通过控制其大小、尺寸、组分，从而获得良好的机械性和导电性，避免原材料的浪费、降低生产成本。

附图说明

图1是本发明实施例微纳米银、铜或银铜合金薄膜的制备方法流程图；

图2是在温度为15～25℃、反应液组成为0.03M的HF和1.0M的AgNO₃、紫外光的波长为365nm、光照时间为3min、光强为1421mw/cm²的条件下，在硅衬底上制备微纳米银薄膜的扫描电子显微镜（SEM）图；图3（a）是在温度为15～25℃、反应液组成为0.045M的HF和0.02M的AgNO₃、紫外光的波长为365nm、光照时间为3min、光强为1421mw/cm²的条件下，在硅衬底上制备微纳米银薄膜的扫描电子显微镜（SEM）图；

图3（b）是图3（a）的微纳米银薄膜扫描电子显微镜（SEM）图的局部放大图；