[发明专利]具有均匀pn同质结层的金字塔硅基光阴极及其制备方法在审
| 申请号： | 201911146023.2 | 申请日： | 2019-11-21 |
| 公开（公告）号： | CN110923817A | 公开（公告）日： | 2020-03-27 |
| 发明（设计）人： | 巩金龙;王拓;李鹤;刘斌;冯时佳;李慧敏 | 申请（专利权）人： | 天津大学 |
| 主分类号： | C30B33/10 | 分类号： | C30B33/10;C30B31/04;C30B29/06;C23C16/40;C23C16/455;C25D3/50;C25D7/12;C25B1/04;C25B11/08 |
| 代理公司： | 天津市北洋有限责任专利代理事务所 12201 | 代理人： | 琪琛 |
| 地址： | 300350 天津市津南区海*** | 国省代码： | 天津;12 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 具有 均匀 pn 同质 金字塔 硅基光 阴极 及其 制备 方法 | ||
1.一种具有均匀pn同质结层的金字塔硅基光阴极，其特征在于，包括金字塔形貌p型硅基底，所述金字塔形貌p型硅基底扩散有均匀的pn同质结层，在所述pn同质结层上原子层沉积有二氧化钛保护层，在所述二氧化钛保护层上光电沉积有铂纳米颗粒作为催化剂。
2.根据权利要求1所述的一种具有均匀pn同质结层的金字塔硅基光阴极，其特征在于，所述金字塔形貌p型硅基底为p型单晶(100)硅片，单面抛光，厚度500μm。
3.根据权利要求1所述的一种具有均匀pn同质结层的金字塔硅基光阴极，其特征在于，所述pn同质结层由旋涂磷酸二氢氨水溶液随后高温扩散制得。
4.根据权利要求1所述的一种具有均匀pn同质结层的金字塔硅基光阴极，其特征在于，所述二氧化钛保护层均匀且致密地覆盖在pn结表面，厚度为5-30nm。
5.根据权利要求1所述的一种具有均匀pn同质结层的金字塔硅基光阴极，其特征在于，所述铂纳米颗粒的粒径为30-70nm。
6.一种如权利要求1-5中任一项的具有均匀pn同质结层的金字塔硅基光阴极的制备方法，其特征在于，按照以下步骤进行：
(1)将磷酸二氢氨完全溶解于去离子水中，形成前驱体溶液；将前驱体溶液旋涂在金字塔形貌p型硅基底表面后在100-150℃下烘烤10-15分钟，随后进行高温扩散，得到均匀的pn同质结层；
(2)在步骤(1)得到的pn同质结层上以原子层沉积法沉积二氧化钛保护层，二氧化钛前驱体为钛酸四异丙酯，利用其与超纯水反应生成二氧化钛保护层；
(3)将步骤(2)得到的硅片进行电极封装得到光阴极，采用光电沉积法在所述光阴极表面沉积铂纳米颗粒。
7.根据权利要求6所述的一种具有均匀pn同质结层的金字塔硅基光阴极的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中所述前驱体溶液的旋涂转速为1500-5500rpm。
8.根据权利要求6所述的一种具有均匀pn同质结层的金字塔硅基光阴极的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中所述高温扩散的温度为900-1100℃。
9.根据权利要求6所述的一种具有均匀pn同质结层的金字塔硅基光阴极的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中所述原子层沉积法的温度为150-300℃。
10.根据权利要求6所述的一种具有均匀pn同质结层的金字塔硅基光阴极的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中所述光电沉积法的参数为在相对于银/氯化银电极0V的电压下沉积40-60s。
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