[发明专利]一种粉末状半导体材料电导率的测量方法

说明书

本发明公开了一种粉末状半导体材料电导率的测量方法。利用基于栅状电极的电导率测试装置，方法如下：于栅状电极蚀刻槽中，滴加已知标准电导率的标准电解质溶液，通过电化学工作站测定标准电解质溶液的电阻；计算电池常数；于栅状电极蚀刻槽中，添加待检测粉末状半导体材料，用玻璃压片压严，通过电化学工作站测定待检测粉末状半导体材料的电阻；计算待检测粉末状半导体材料的电导率。本发明原理简单，设备均为实验室常见测试仪器和材料，搭建和测试成本低且简单易行，可测半导体种类多，且测试中对材料无损害可回收，数据处理简便，结果准确。本发明为测量半导体材料电导率提供了新的手段，给科研工作带来了很大的便利。

技术领域

本发明属于测量半导体电导率的技术领域，具体涉及粉末状半导体材料电导率的测量方法。

背景技术

由于电力和能源日益增长的需求给社会带来了许多挑战，如提高能源效率，开发新能源供应和保护环境。氢具有清洁、可再生、无碳、能量密度高等优点，被认为是迎接挑战的理想能源。光电化学(PEC)水分解被认为是将太阳能转化为氢能最有前途的方法之一。许多半导体材料已被应用于光电化学水分解，例如ZnO、Fe₂O₃、Cu₂O、BiVO₄等。而电导率是用来描述物质中电荷流动难易程度的参数，也是半导体非常重要的物性常数，对光电化学分解水、燃料电池、电催化反应器的发展具有重要意义。因此设计一种能够快捷、简便的测试半导体电导率的方法是非常必要的。而目前测半导体电导率的方法，例如广泛使用的四探针法，在宏观样品的测试中，由于可以排除电路电阻以及接触电阻的影响，被广泛运用于各种材料的电导率测试。但由于四探针技术应用于单晶半导体，且操作和计算过程复杂难度较大。而大多数用于光电化学分解水的半导体材料为多晶半导体，且沉积到导电基底上为粉末形成的薄膜，四探针技术并不适用。

发明内容

为了解决上述存在的技术问题，本发明的目的是提供一种快捷，操作简单，对材料无损害可回收，能够测量粉末状半导体材料电导率的测量方法。

本发明采用的技术方案是：一种粉末状半导体材料电导率的测量方法，利用基于栅状电极的电导率测试装置，包括如下步骤：

1)于栅状电极蚀刻槽中，滴加已知标准电导率的标准电解质溶液，通过电化学工作站测定标准电解质溶液的电阻；通过公式(Ⅰ)计算基于栅状电极的电导率测试装置的电池常数，

K_cell＝k_I标×R_标 (1)

其中，kI_标——标准电解质溶液的标准电导率，Ω^-1·m^-1；

R_标——标准电解质溶液的电阻，Ω；

K_cell——基于栅状电极的电导率测试装置的电池常数；

2)于栅状电极蚀刻槽中，添加待检测粉末状半导体材料，用玻璃压片压严，通过电化学工作站测定待检测粉末状半导体材料的电阻；通过公式(Ⅱ)计算待检测粉末状半导体材料的电导率，

其中，kI_待——待检测粉末状半导体材料的电导率，Ω^-1·m^-1；

R_待——待检测粉末状半导体材料的电阻，Ω；

K_cell——基于栅状电极的电导率测试装置的电池常数。

进一步的，上述的测量方法，所述标准电解质溶液是KCl溶液。

进一步的，上述的测量方法，所述KCl溶液的浓度为0.01mol·dm^-3。