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专利号: 2012102583886
申请人: 常州大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-06-27
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种铁酸铋纳米线太阳能电池的制备方法,包括制备双通的多孔氧化铝模板的步骤、在多孔氧化铝模板中填充Ag纳米线的步骤和制备ITO上电极的步骤,其特征在于:在多孔氧化铝模板中填充Ag纳米线的步骤和制备ITO上电极的步骤之间进行利用磁控溅射方法在Ag纳米线上包覆一层BiFeO3的步骤,具体的工艺条件为:溅射功率为50-90 W,沉积温0

度为20-300 C,Ar:O2的流量比1:15-11:1,腔体压力为0.01-1 Pa,BiFeO3壳层厚度为

20-200 nm;

所述制备双通的多孔氧化铝模板的步骤为:将高纯铝片进行退火,超声清洗,去除自然氧化层,电化学抛光,进行二次阳极氧化,去除Al基底,通孔,制备出双通的多孔氧化铝模板;

所述高纯Al片纯度 99.999%,退火温度为450-500℃,退火时间为4-5小时,随炉冷却至室温后取出;

超声清洗依次用丙酮、乙醇、去离子水超声3分钟;

去除自然氧化层时选用2 mol/L的NaOH溶液,温度为60℃,浸入时间为2分钟;

电化学抛光选用5vol%硫酸、95vol%磷酸和20 g/L铬酸的混合溶液,抛光5分钟,水浴温度为85 ℃,抛光电流为0.8 A或选用25vol%高氯酸和75vol%乙醇,抛光1分钟,水浴温度为10℃,抛光电流密度为0.5 mA/cm2;或选用90vol%高氯酸和10vol%乙醇,抛光3分钟,电压为23 V;

二次阳极氧化过程包括:第一次阳极氧化、去除氧化层和第二次阳极氧化的步骤;

第一次阳极氧化的电解液选用0.2-0.4 mol/L的草酸,氧化电压为10-160 V,温度控制在0-10 ℃,氧化时间为3-6小时;或选用0.3-1.2 mol/L的硫酸,氧化电压为10-160 V,温度控制在0-5 ℃,氧化时间为3-6小时;

去除氧化层选用6wt%磷酸和1.5wt%铬酸的混合溶液,60 0C浸泡6小时;第二次阳极氧化条件与第一次阳极氧化相同,通过控制阳极电压可得到不同孔径大小的多孔氧化铝模板;

去除Al基底选用饱和HgCl2溶液、SnCl4溶液或CuCl2溶液;

通孔选用6wt%磷酸,30℃,浸泡1小时,制备出双通的多孔氧化铝模板,将双通的多孔氧化铝模板浸入6wt%磷酸中扩孔5-40分钟,可得不同孔径大小的双通氧化铝模板;

在多孔氧化铝模板中填充Ag纳米线的步骤为:在多孔氧化铝模板的一面溅射Au层作为工作电极,利用电化学沉积方法在多孔氧化铝模板中填充Ag纳米线,去除多孔氧化铝模板;

采用磁控溅射方法制备Au电极,溅射功率50 W,厚度为40-300 nm;

电化学沉积以石墨片为阳极,Au为阴极,电解液为300 g/L的AgNO3和45 g/L的H3BO3的混合溶液,用硝酸调节PH值至2-3,电流密度为2-4 mA/cm2,室温沉积8小时;

去除氧化铝模板选用5wt%的NaOH溶液。

2.如权利要求1所述的一种铁酸铋纳米线太阳能电池的制备方法,其特征在于:所述制备ITO上电极的步骤为:采用磁控溅射方法制备ITO电极;靶材选用ITO陶瓷靶,工艺条件为:溅射功率为40-60 W,沉积温度为20-300 0C,腔体压力为0.01-1 Pa,溅射厚度为

40-300 nm。