[发明专利]一种高效无疲劳固态储能薄膜电容器及其制备方法

权利要求书

1.一种高效无疲劳固态储能薄膜电容器，其特征在于：包括衬底基片，下电极，四层Aurivillius类钙钛矿结构的钡铋钛氧薄膜以及上电极；所述的下电极沉积于衬底基片表面，所述的四层Aurivillius类钙钛矿结构的钡铋钛氧薄膜处于下电极与上电极之间；

所述四层Aurivillius类钙钛矿结构的钡铋钛氧薄膜通过以下方法制备获得：

S1，将钛的醇盐加入乙酰丙酮溶剂中，恒温搅拌10～30min，将钡盐加入到酸性溶剂中，50～60℃恒温搅拌10～30min，然后将铋盐加入继续搅拌10～30min，待完全溶解，溶液逐渐冷却至室温后与钛的醇盐乙酰丙酮溶液混合，加入乙醇胺继续搅拌3～6h，过滤制得四层Aurivillius类钙钛矿结构的钡铋钛氧前驱体；

S2，采用化学溶液法，磁控溅射法或热蒸发镀膜法在衬底基片上制备一定厚度导电薄膜，作为下电极；

S3，在步骤S2制得的底电极表面涂覆步骤S1制得的四层Aurivillius类钙钛矿结构的钡铋钛氧前驱体，经过热解处理，重复涂覆过程6-10次以获得合适的薄膜厚度，然后进行高温退火处理制得四层Aurivillius类钙钛矿结构的钡铋钛氧薄膜。

2.根据权利要求1中所提到的一种高效无疲劳固态储能薄膜电容器，其特征在于，所述的下电极与上电极材料包括Pt薄膜，Ag薄膜，Au薄膜和Ti薄膜或LaNiO₃薄膜。

3.根据权利要求1中所提到的一种高效无疲劳固态储能薄膜电容器，其特征在于，所述的下电极的厚度为100～120nm；所述LaNiO₃薄膜的厚度为200～300nm；所述的上电极的厚度为50～120nm。

4.根据权利要求1中所提到的一种高效无疲劳固态储能薄膜电容器，其特征在于，所述的四层Aurivillius类钙钛矿结构的钡铋钛氧薄膜的厚度为200～400nm。

5.一种如权利书要求1所述的高效无疲劳固态储能薄膜电容器的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：

S1，将钛醇盐加入乙酰丙酮，恒温搅拌10～30min，将钡盐加入到酸性溶剂中，50～60℃恒温搅拌10～30min，然后将铋盐加入继续搅拌10～30min，待完全溶解，溶液逐渐冷却至室温后与钛的醇盐乙酰丙酮溶液混合，加入乙醇胺继续搅拌3～6h，过滤制得四层Aurivillius类钙钛矿结构的钡铋钛氧前驱体；

S2，采用化学溶液法，磁控溅射法或热蒸发镀膜法在衬底基片上制备一定厚度导电薄膜，作为下电极；

S3，在步骤S2制得的底电极表面涂覆步骤S1制得的四层Aurivillius类钙钛矿结构的钡铋钛氧前驱体，经过热解处理，重复涂覆过程6-10次以获得合适的薄膜厚度，然后进行高温退火处理制得四层Aurivillius类钙钛矿结构的钡铋钛氧薄膜；

S4，采用磁控溅射法或热蒸发镀膜法在步骤S3制得的四层Aurivillius类钙钛矿结构的钡铋钛氧薄膜上衬底一定厚度导电薄膜，作为上电极。

6.根据权利要求5所述的一种高效无疲劳固态储能薄膜电容器的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述的钛醇盐为钛酸四丁酯，所述的钡盐为乙酸钡，所述的铋盐为乙酸铋，所述的酸性溶剂为丙酸；所述的钛醇盐加入乙酰丙酮溶剂后所得溶液的浓度为0.4～0.5mol/L；所述钛醇盐、钡盐、铋盐的摩尔比为100︰(20～30)︰(85～100)；所述的乙醇胺的加入量与丙酸的体积比为1︰20。

7.根据权利要求5所述的一种高效无疲劳固态储能薄膜电容器的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述的热解处理条件为120～150℃持续时间1～3min；然后350～400℃持续时间5～10min。

8.根据权利要求5所述的一种高效无疲劳固态储能薄膜电容器及其制备方法，其特征在于，步骤S3中所述的高温退火处理条件为600～650℃保温30min后降至室温。