[发明专利]一种微纳米结构铁酸铋光伏器件的制备方法

权利要求书

1.一种微纳米结构铁酸铋光伏器件的制备方法，其特征在于：所述制备方法的步骤包括，

(1)衬底清洗；

(2)在步骤(1)中处理后的衬底表面制备微纳米结构；

(3)在步骤(2)得到的微纳米结构表面制备BiFeO₃薄膜；

(4)对步骤(3)制备的BiFeO₃薄膜进行激光晶化，

将步骤(3)所得的BiFeO₃薄膜固定平放于一个可摆动的操作平台上，并在摆动情况下对BiFeO₃薄膜进行激光照射晶化；

(5)在经过步骤(4)处理的BiFeO₃薄膜表面制备上电极;

所述BiFeO₃薄膜厚度为50~400nm且其表面呈凹凸状；

步骤(2) 中，利用飞秒激光表面织构技术在所述衬底表面制备微纳米结构；

所述的飞秒激光处理手段中，操作平台的台面为圆形，激光照射晶化时，操作平台以圆形台面的垂直 中心线为轴均匀地进行全方位摆动，操作平台摆动的振幅为0.5～3.0mm，摆动频率为600～ 900次/分钟。

2.如权利要求1所述的微纳米结构铁酸铋光伏器件的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述衬底为不锈钢箔片或高纯镍片。

3.如权利要求1所述的微纳米结构铁酸铋光伏器件的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，依次用丙酮、无水乙醇和去离子水对所述衬底超声清洗。

4.如权利要求1所述的微纳米结构铁酸铋光伏器件的制备方法，其特征在于：所述飞秒激光表面织构技术的工艺条件为，大气气氛或真空条件下，激光功率为200～600mW，中心波长为800nm，重复频率为1KHz，激光偏振方向为0°～90°，扫描速度为0.5～2mm/s，扫描行间距为30～100μm，光斑大小为100～300μm，得到的微纳米结构的宽度为10μm，深度为10～50μm，间距为5～50μm。

5.如权利要求1所述的微纳米结构铁酸铋光伏器件的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，采用磁控溅射方法制备BiFeO₃薄膜。

6.如权利要求5所述的微纳米结构铁酸铋光伏器件的制备方法，其特征在于：所述的磁控溅射方法中，靶材选择Bi _1.1FeO₃陶瓷靶；溅射功率为70～90W，沉积温度为650～750℃，Ar：O₂的体积流量比为1:15～11:1，腔体压力为0.01～1.0Pa。

7.如权利要求1所述的微纳米结构铁酸铋光伏器件的制备方法，其特征在于：步骤(4)中，利用飞秒激光处理手段对所述BiFeO₃薄膜进行激光晶化，激光光源距BiFeO₃薄膜为0.5m，激光能量密度为20～400mJ/cm 2，中心波长266nm，重复频率为20～1000Hz。

8.如权利要求1所述的微纳米结构铁酸铋光伏器件的制备方法，其特征在于：步骤(5)中，选择ITO作为上电极材料，采用磁控溅射方法制备，控制上电极厚度为40～300nm。