[发明专利]一种球状CdSe/Cu2O异质结材料制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用两次电沉积法制备球状CdSe/Cu₂O异质结材料的方法。

背景技术

近年来，由于异质结可以有效地提高电子-空穴对的分离效率，提高光量子效率，成为当前研究者密切关注的热点。目前，关于对TiO₂、ZnO等宽带隙半导体异质结的研究较多，如通过电化学法在TiO₂阵列上制备CdSe/TiO₂同轴异质结，采用水热法在TiO₂阵列上沉积出CuS制备CuS/TiO₂，通过水热法制备ZnO纳米棒然后在其表面生长TiO₂制备ZnO/TiO₂纳米管以用来做染料敏化太阳能电池，此类材料都是通过与禁带宽度较小的半导体复合或者染料敏化剂来提高太阳光利用率，具有一定的局限性。而对窄带隙半导体异质结的研究还较少。Cu₂O具有无毒、价廉，具有较窄的能带宽度和较高的可见光吸收效率等特点,在太阳能转化方面表现出巨大的潜在应用价值。而CdSe具有良好的光电性能，利用两种窄带系半导体制备出CdSe/Cu₂O异质结既可以提高太阳光的利用率，又能够阻止光生电子的复合。而球状半导体有利于提高比表面积，有望提高其光电性能。。本发明采用两次电化学沉积法成功制备出球状CdSe/Cu₂O异质结，相关研究未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种球状CdSe/Cu₂O异质结材料的制备方法。

具体步骤：

（1）将1.2800g～1.7067g CdSO₄、0.0115g～0.0128g H₂SeO₃、0.9g～1.9g Na₂SO₄和100mL水混合，置于30℃～50℃水浴中。

（2）以ITO导电玻璃为阴极，高纯铂片为阳极，放入步骤（1）所得溶液中，在1.9V～2.4V直流电压下沉积30～50分钟，制得CdSe薄膜。

（3）将20mL浓度为 3mol/L乳酸溶液和20mL浓度为 0.4mol/L CuSO₄溶液混合，并用浓度为4mol/L 的NaOH调节pH值为9-10，置于40℃～50℃水浴中，制得电解液。

（4）以沉积有步骤（2）所得CdSe薄膜的ITO为阴极，高纯铂片为阳极，放入步骤（3）所得电解液中，在1.2V～1.5V直流电压下沉积5～10分钟，即制备出球状CdSe/Cu₂O异质结材料。

本发明与其他相关技术相比，最显著的特点是采用两次电化学沉积法简单、快速制备出均匀球状的CdSe/Cu₂O异质结。 

具体实验方案：

实施例1：

（1）将1.5600g  CdSO₄、0.0128g H₂SeO₃、1.8939g Na₂SO₄和100mL蒸馏水混合，置于30℃水浴中。

（2）以ITO导电玻璃为阴极，高纯铂片为阳极，放入步骤（1）所得溶液中，在2.4V直流电压下沉积30分钟，制得CdSe薄膜。

（3）将20mL浓度为 3mol/L乳酸溶液和20mL浓度为 0.4mol/L CuSO₄溶液混合，并用浓度为4mol/L 的NaOH调节pH值为9，置于40℃水浴中，制得电解液。

（4）以沉积有步骤（2）所得CdSe薄膜的ITO为阴极，高纯铂片为阳极，放入步骤（3）所得电解液中，在1.4V直流电压下沉积5分钟，即制备出球状CdSe/Cu₂O异质结材料。

实施例2：

（1）将1.2800g CdSO₄、0.0115g H₂SeO₃、1.4500g Na₂SO和100mL蒸馏水混合，置于50℃水浴中。

（2）以ITO导电玻璃为阴极，高纯铂片为阳极，放入步骤（1）所得溶液中，在2.2V直流电压下沉积50分钟，制得CdSe薄膜。