[发明专利]一种微纳多孔硅材料的制备方法有效

专利信息
申请号: 201410241418.1 申请日: 2014-06-03
公开(公告)号: CN103979485A 公开(公告)日: 2014-08-13
发明(设计)人: 李伟;廖家科;吕小龙;钟豪;蒋亚东 申请(专利权)人: 电子科技大学
主分类号: B81C1/00 分类号: B81C1/00;B82Y40/00
代理公司: 成都华典专利事务所(普通合伙) 51223 代理人: 徐丰
地址: 611731 四川省*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 一种 多孔 材料 制备 方法
【权利要求书】:

1.一种微纳多孔硅材料的制备方法,其特征在于包括以下步骤:

a:背电极及背电极封装:利用真空镀膜机,在清洗好的硅基材料的非抛光面上镀铝膜,用抗酸碱腐蚀胶带对背电极进行密封保护;

b:电化学腐蚀制备多孔硅:将步骤a得到的铝背电极单晶硅片进行电化学腐蚀,得到微米尺度的多孔硅材料;

c:金属催化化学刻蚀前处理:去除多孔硅表面氧化层和背电极铝,然后用去离子水进行清洗,并在氮气气氛中吹干;

d:金属催化化学刻蚀:采用银作为催化剂,对步骤c得到的吹干的多孔硅进行化学刻蚀,去除残留在多孔硅微结构中的金属粒子,即得所述的微纳多孔硅材料。

2.根据权利要求1所述的微纳多孔硅材料的制备方法,其特征在于,步骤a中所述的铝膜厚度为0.1~0.3mm。

3.据权利要求1所述的微纳多孔硅材料的制备方法,其特征在于,步骤a中所述的硅基材料为电阻率0.0043Ω·cm的N型(100)单晶硅;步骤b中所述的电化学腐蚀包括以下内容:电化学腐蚀液为质量分数40%的HF溶液和无水乙醇,按1:3体积比配制的混合溶液,电化学腐蚀的电流密度为0.124A/cm3,在光照条件下刻蚀时间30min。

4.据权利要求1所述的微纳多孔硅材料的制备方法,其特征在于,步骤a中所述的硅基材料为电阻率为0.01~0.02Ω·cm的P型(111)单晶硅;步骤b中所述的电化学腐蚀包括以下内容:电化学腐蚀液为质量分数40%的HF溶液和二甲基乙酰胺,按1:1的体积比配制的混合溶液,电化学腐蚀的电流密度为0.168A/cm3,在光照条件下刻蚀30min。

5.据权利要求1所述的微纳多孔硅材料的制备方法,其特征在于,步骤c中所述的去除多孔硅表面氧化层和背电极铝包括以下内容:将步骤b得到的多孔硅材料放入质量分数5%的HF水溶液中,反应30s。

6. 据权利要求3所述的微纳多孔硅材料的制备方法,其特征在于,步骤d中所述的金属催化化学刻蚀包括以下内容:在30℃水浴条件下,将步骤c得到的吹干的多孔硅材料放入腐蚀液中进行腐蚀15min,然后用银粒子去除液作用5min,即得所述的微纳多孔硅材料;所述的腐蚀液为0.05mol/L的AgNO3溶液、质量分数40%的HF水溶液和质量分数30%的H2O2,按1:1:2的体积比组成的混合溶液。

7.据权利要求4所述的微纳多孔硅材料的制备方法,其特征在于,步骤d中所述的金属催化化学刻蚀包括以下内容:采用银镜反应,在步骤c得到的多孔硅材料表面沉积金属银,在50℃水浴条件下,将表面沉积金属银的多孔硅材料放入刻蚀液中刻蚀1h,然后用银粒子去除液作用5min,即得所述的微纳多孔硅材料;所述的刻蚀液为质量分数10%的HF水溶液和质量分数0.6%的H2O2溶液按1:1的体积比组成的混合液。

8.根据权利要求6或7所述的微纳多孔硅材料的制备方法,其特征在于,所述的银粒子去除液为质量分数90% H2SO4溶液、质量分数50%HNO3溶液和去离子水按1:1:1 的体积比组成的混合溶液。

9.根据权利要求7所述的微纳多孔硅材料的制备方法,其特征在于,所述的在步骤c得到的多孔硅材料表面沉积金属银包括以下内容:配制银氨溶液,加入葡萄糖溶液或乙醛,得到银镜反应溶液,将多孔硅材料放入所述的银镜反应溶液中作用1min后取出,用去离子水洗涤,即得表面沉积金属银的多孔硅材料。

10.根据权利要求9所述的微纳多孔硅材料的制备方法,其特征在于,所述的银镜反应溶液包括以下内容:在24mL质量分数2%的AgNO3溶液中滴入质量分数2%的NaOH溶液至产生褐色沉淀,再滴入质量分数2%的氨水直至沉淀恰好溶解,即得银氨溶液,再向银氨溶液中加入10ml质量分数为2%的葡萄糖水溶液,充分振荡后,即得所述的银镜反应溶液。

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