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专利号: 2020101487053
申请人: 桂林电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于水合羟基氧化铁的非晶硅薄膜光电极的制备方法,其特征在于,包括如下步骤,步骤1,将清洗烘干后的透明导电衬底放入PEVCVD中,利用硅烷、氢气、硼烷和磷烷气体,依次在透明导电衬底上沉积p型硅薄膜层(2)、本征硅薄膜层(3)和n型硅薄膜层(4)形成p/i/n结构,从而得到具有p/i/n结构的a‑Si薄膜层的基底;

步骤2,利用水浴法沉积水合羟基氧化铁层;将基底浸入0.05‑0.1M硝酸铁和0.375‑

0.5M硝酸钠混合溶液中;在温度373‑393K下沉积0.25‑5h,在基底的具有p/i/n结构的a‑Si薄膜层上,得到呈出纳米片结构的水合羟基氧化铁层;

步骤3,采用磁控溅射方法制备的产氢催化剂层,填补水合羟基氧化铁层的孔隙,得到基于水合羟基氧化铁的非晶硅薄膜光电极。

2.根据权利要求1所述的基于水合羟基氧化铁的非晶硅薄膜光电极的制备方法,其特征在于,步骤1中,单节p/i/n结构的a‑Si薄膜层厚度为380~530nm;

利用硅烷、硼烷气体和氢气生成厚度为20‑40nm的p型硅薄膜层(2);

利用硅烷和氢气生长厚度为300~400mm的本征层硅薄膜层(3);

利用硅烷、磷烷气体和氢气,掺杂制备厚度60‑90nm的n型硅薄膜层(4)。

3.根据权利要求1所述的基于水合羟基氧化铁的非晶硅薄膜光电极的制备方法,其特征在于,水合羟基氧化铁层的厚度为36~150nm。

4.根据权利要求1所述的基于水合羟基氧化铁的非晶硅薄膜光电极的制备方法,其特征在于,步骤3中,采用磁控溅射方法制备的产氢催化剂金属颗粒镍形成产氢催化剂层,溅射压强控制在7.5Pa,功率200W,溅射时间3min,厚度为3~15nm。

5.根据权利要求1所述的基于水合羟基氧化铁的非晶硅薄膜光电极的制备方法,其特征在于,步骤3中,采用双靶材共溅射制备PtNi、NiMo或NiFe合金在水合羟基氧化铁层表面生长,形成产氢催化剂层,厚度为3~15nm。

6.基于水合羟基氧化铁的非晶硅薄膜光电极,其特征在于,由权利要求1‑5任意一项所述的方法制备得到,其包括依次耦合的导电衬底、具有p/i/n结构的a‑Si薄膜层、水合羟基氧化铁层和产氢催化剂层。

7.根据权利要求6所述的基于水合羟基氧化铁的非晶硅薄膜光电极,其特征在于,所述的导电衬底采用透明导电玻璃、柔性不锈钢或者高分子膜。

8.根据权利要求6所述的基于水合羟基氧化铁的非晶硅薄膜光电极,其特征在于,所述的具有p/i/n结构的a‑Si薄膜层中,包括呈单节、双节或三节设置的p/i/n结构。

9.根据权利要求6所述的基于水合羟基氧化铁的非晶硅薄膜光电极,其特征在于,所述的产氢催化剂层采用Ni单一金属颗粒层,或者采用PtNi、NiMo和NiFe任意一种合金的合金层。