[发明专利]一种p-n型Cu2O/TiO2纳米线阵列复合薄膜的制备方法无效
| 申请号： | 201310607763.8 | 申请日： | 2013-11-27 |
| 公开（公告）号： | CN103646989A | 公开（公告）日： | 2014-03-19 |
| 发明（设计）人： | 丁旵明;杨圆圆;周岩 | 申请（专利权）人： | 华东师范大学 |
| 主分类号： | H01L31/18 | 分类号： | H01L31/18;B82Y30/00;B82Y40/00 |
| 代理公司： | 上海蓝迪专利事务所 31215 | 代理人： | 徐筱梅;张翔 |
| 地址： | 200241 *** | 国省代码： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 cu sub tio 纳米 阵列 复合 薄膜 制备 方法 | ||
技术领域
本发明涉及溶剂热法和电化学沉积法合成p-n型Cu2O/TiO2纳米线阵列复合薄膜的合成技术领域，具体地说是一种用p-型窄能带隙无机半导体材料Cu2O纳米颗粒敏化TiO2纳米线阵列薄膜的方法；制得的p-n型Cu2O/TiO2纳米线阵列复合薄膜中Cu2O纳米颗粒均匀分布在TiO2纳米线阵列中。
背景技术
能源短缺和环境污染是现人类面临的重大问题，如何合理的利用现有能源和开发新的能源成为现在各国科学家研究的热点，而太阳能因其普遍、无害、巨大、长久等优点使其具有很大的应用前景，因此如何提高太阳能电池对太阳光的利用率迫在眉睫。
TiO2因其价廉无毒、化学性质稳定、催化活性高和光电性优良等特点被广泛应用于太阳能电池、光催化、传感器等方面。而与TiO2的其他形态相比，TiO2纳米线具有大的比表面积、高吸附能力和高表面积电荷迁移率的优点，从而增大光生电子-空穴对的分离效率和迁移率。但是TiO2 的禁带宽度（3.0-3.2eV)较大,对可见光的响应范围较窄，从而限制了其应用范围。用能带隙较窄的无机半导体材料，如p-型半导体材料CuZnSe2,ZnFe2O4,Cu2O等对n-型半导体TiO2 进行掺杂或表面改性敏化可以拓宽TiO2对可见光的吸收范围。而p-型窄能带隙无机半导体材料Cu2O则因其低毒、价廉、较窄的能带隙（2.0eV）和较高的可见光吸收效率的优点，使其在太阳能转化方面有很大的应用前景。因此探究出一种用窄带隙无机半导体材料Cu2O敏化高规整度TiO2纳米线阵列复合薄膜的方法是很有必要的。
发明内容
本发明的目的是针对原有TiO2纳米线阵列薄膜制备对可见光利用率较低的缺点而提供的一种p-n型Cu2O/TiO2纳米线阵列复合薄膜的制备方法，提高TiO2纳米线阵列薄膜对太阳光的响应范围和光生电子-空穴对的分离效率及迁移率；该材料在太阳能电池领域及环境污染等领域具有非常好的商业应用前景。
实现本发明目的的具体技术方案是：
一种p-n型Cu2O/TiO2纳米线阵列复合薄膜的制备方法，特点是利用p-型窄能带隙无机半导体材料Cu2O敏化高规整的TiO2纳米线阵列，并通过控制电化学沉积的沉积时间来调节p-n型Cu2O/TiO2纳米线阵列复合薄膜中Cu2O纳米颗粒的含量。具体包括以下步骤：
a）TiO2纳米线阵列薄膜的制备
取超纯水和质量分数为38％的浓HCL于烧杯中并在磁力搅拌器上搅拌至混合均匀，然后取钛酸四正丁酯逐滴加入上述溶液中，搅拌30min后形成无色溶液标记为溶液A；在高压反应釜内衬中放入一片导电面朝上的FTO导电玻璃基底，将溶液A转移至反应釜内衬中并淹没FTO导电玻璃基底，最后将高压反应釜放入150℃烘箱中加热10h～24h，反应结束后冷却至室温并用去离子水冲洗干净，即可得到TiO2纳米线阵列薄膜；其中钛酸正四丁酯、超纯水和质量分数为38％的浓HCL的体积比为0.02～0.65∶1∶1；
b）p-n型Cu2O/TiO2纳米线阵列复合薄膜的制备
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