[发明专利]一种半导体复合型二氧化钛光解水制氢装置

说明书

本发明提供了一种半导体复合型二氧化钛光解水制氢装置，包括二氧化钛部和半导体部。二氧化钛部和半导体部的材料不同，二氧化钛部和半导体部置于衬底上，二氧化钛部的截面为周期性排列的梯形，梯形分离，半导体部设置在相邻梯形间。本发明中，半导体部和二氧化钛部的禁带宽度不同。在入射光作用下，被激发产生的电子会完全转移到能量比较低的导带上，被激发产生的空穴会转移到能量比较高的价带上，使得光生电子和光生空穴更多地分开，提高了光生电子和光生空穴的寿命。此外，不同半导体材料扩大了吸收光的波长范围，充分利用了入射光，在光解水制氢领域有着重要的应用前途。

技术领域

本发明涉及制氢技术领域，具体涉及一种半导体复合型二氧化钛光解水制氢装置。

背景技术

随着化石能源的紧缺和环境的恶化，开发清洁能源成为当今科学研究的前沿。氢气具有高效、清洁、无污染等优点。应用二氧化钛光解水制氢具有成本低、无污染的优点。但是，传统应用二氧化钛单一材料光解水制氢的效率低。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供了一种半导体复合型二氧化钛光解水制氢装置，该制氢装置包括衬底、二氧化钛部、半导体部；二氧化钛部和半导体部的材料不同，二氧化钛部和半导体部置于衬底上，二氧化钛部的截面为周期性排列的梯形，梯形分离，梯形的上底边为上表面，梯形的下底边为与衬底接触的界面，下底边的长度大于上底边的长度，半导体部设置在相邻梯形间。

更进一步地，还包括贵金属层，贵金属层置于衬底上，二氧化钛部和半导体部置于贵金属层上。

更进一步地，还包括贵金属颗粒，贵金属颗粒置于半导体部上。

更进一步地，二氧化钛部的高度大于半导体部的高度。

更进一步地，半导体部的上表面为凹面。

更进一步地，贵金属层的材料为金。

更进一步地，贵金属层的厚度大于100纳米。

更进一步地，贵金属颗粒的材料为金。

更进一步地，贵金属颗粒的形状为球形、方形、棒形。

更进一步地，贵金属颗粒的尺寸大于20纳米、小于80纳米。

本发明的有益效果：本发明提供了一种半导体复合型二氧化钛光解水制氢装置，包括二氧化钛部和半导体部。二氧化钛部和半导体部的材料不同，二氧化钛部和半导体部置于衬底上，二氧化钛部的截面为周期性排列的梯形，梯形分离，半导体部设置在相邻梯形间。本发明中，半导体部和二氧化钛部的禁带宽度不同。在入射光作用下，被激发产生的电子会完全转移到能量比较低的导带上，被激发产生的空穴会转移到能量比较高的价带上，使得光生电子和光生空穴更多地分开，提高了光生电子和光生空穴的寿命。此外，不同半导体材料扩大了吸收光的波长范围，充分利用了入射光，在光解水制氢领域有着重要的应用前途。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是半导体复合型二氧化钛光解水制氢装置的示意图。

图2是又一种半导体复合型二氧化钛光解水制氢装置的示意图。

图3是再一种半导体复合型二氧化钛光解水制氢装置的示意图。

图中：1、衬底；2、二氧化钛部；3、半导体部；4、贵金属层；5、贵金属颗粒。

具体实施方式

为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

实施例1