[发明专利]一种半导体光敏感复合材料及其制备方法以及应用

权利要求书

1.一种半导体复合材料，其特征在于，包括TiN纳米管阵列基底以及复合于所述基底表面的C₃N₄-CdS复合材料层。

2.根据权利要求1所述的半导体复合材料，其特征在于，所述TiN、C₃N₄和CdS的质量比为1:1：(0.01～0.03)。

3.根据权利要求1所述的半导体复合材料，其特征在于，在所述C₃N₄-CdS复合材料层表面还复合有硫化锌钝化层。

4.一种如权利要求1～3任意一项所述的半导体复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

A)将TiN纳米管阵列基底置于胺类前驱体水溶液中浸泡后置于氮气气氛中退火，在TiN纳米管阵列基底表面形成一层C₃N₄薄膜；

B)通过SILAR法将硫化镉量子点沉积C₃N₄薄膜表面，得到半导体复合材料。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述TiN纳米管阵列基底的制备方法为：

1)将清洗干净的钛片作为工作电极夹到钛丝上，不锈钢片为对电极夹到铜丝上，氟化铵的乙二醇水溶液为电解液，使用可编程直流电源阳极氧化钛片后进行退火，得到TiO₂纳米管阵列；

2)将所述TiO₂纳米管阵列置于氨气气氛中进行梯度式升温退火处理，得到TiN纳米管阵列基底。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述阳极氧化的电压为60～65V，阳极氧化的时间为30～45min，温度为27～28℃；

步骤1)中，所述退火的温度为400～450℃，退火的时间为3～5h；

步骤2)中，所述梯度式升温退火处理的升温程序为：

第一阶段：由室温升到600℃保温1～2h；

第二阶段：600℃升到800℃保温2～3h。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤A)中，所述胺类前驱体水溶液选自单氰胺水溶液、双氰胺水溶液或三聚氰胺水溶液；

所述退火的温度为550～650℃，保温时间为2.5～3h。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤B)中，所述通过SILAR法将硫化镉量子点沉积C₃N₄薄膜表面的方法为：

将复有C₃N₄薄膜的TiN纳米管阵列基底置于硝酸镉乙醇溶液中进行浸泡，取出清洗后再置于硫化钠甲醇溶液中浸泡，得到半导体复合材料。

9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，还包括步骤C)：将所述半导体复合材料依次置于硫化钠甲醇溶液和硝酸锌水溶液中浸泡，得到复合有硫化锌钝化层的半导体复合材料。

10.一种如权利要求1～3任意一项所述的半导体复合材料在太阳能电池中的应用。