[发明专利]高光电转换效率Bi2

说明书

本发明提出了高光电转换效率Bi₂MoO₆光阳极及其制备方法和应用。本发明先通过磁控溅射法在导电玻璃基底覆盖一层致密的Bi₂MoO₆薄膜，再利用电泳沉积法在该薄膜上沉积一层Bi₂MoO₆粉体，经过高温退火处理后，形成高结晶性的Bi₂MoO₆光阳极薄膜。本发明制备出的光阳极薄膜有效的改善了载流子的传输效率，降低电子空穴的复合率，显著提高了光阳极的光电转换效率。本发明制备方法成本低、简单、方便操作，可广泛应用于多种电极薄膜的光电化学分解水体系。

技术领域

本发明属于光电化学技术领域，具体涉及一种高光电转换效率的Bi₂MoO₆光阳极及其制备方法。

背景技术

光电化学(PEC)水分解技术是一种环境友好型技术，其利用太阳光分解水制氢获得可再生能源，是目前解决环境和能源问题的主要手段。在PEC系统中，光阳极是决定系统性能的关键部件。因此，提高光阳极性能已成为PEC研究中最重要的课题之一，是实现光电化学分解水大规模应用的关键。

Bi₂MoO₆是一种典型的铋系n型可见光驱动的半导体，其带隙约为2.6eV。作为一类最简单的Aurivillius型结构材料，其在太阳能转换及环境污染治理方面表现出优异的可见光催化活性。目前，关于Bi₂MoO₆在PEC中的应用的报道并不多，并且在少量的报道中，其产生的光流小、量子效率低。因此，如何进一步提高Bi₂MoO₆的光电转换效率成为人们研究的重点。

发明内容

本发明提供一种高光电转换效率的Bi₂MoO₆光阳极的制备方法，使得电极薄膜中载流子进行有效传输，降低电子空穴复合率，从而提高光阳极的光电转换效率，此制备方法简单、方便、易操作、有利于大规模制备。

本发明采用的技术方案为：高光电转换效率Bi₂MoO₆光阳极是，首先利用磁控溅射的方法在导电基底上附着一层Bi₂MoO₆薄膜，再通过电泳沉积法在Bi₂MoO₆薄膜上沉积Bi₂MoO₆粉体，经高温退火处理制得。

一种高光电转换效率Bi₂MoO₆光阳极的制备方法，包括如下步骤：

1)利用磁控溅射的方法在导电基底上附着一层Bi₂MoO₆薄膜：安装Bi₂MoO₆靶材和FTO基底，导电层面向靶材，采用直靶溅射的方式，调整靶材与基底的间距，对磁控溅射镀膜设备的溅射腔室进行抽真空处理，至本底气压为1.7×10^-4Pa；设定射频电源功率；溅射过程中的气压保持在0.5Pa，FTO不加热，并设置沉积时间；将制得的附着一层Bi₂MoO₆薄膜的FTO基底密封保存；