[发明专利]硅纳米线阵列膜电极的制备方法

权利要求书

1.硅纳米线阵列膜电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： (1)将单晶硅片放入氢氟酸和硝酸银的水溶液里60-90s，溶液内各组 分的体积比为：AgNO₃∶HF∶H₂O＝1∶4-8∶15-26，用无电镀沉积的方法镀 上一层银纳米颗粒膜；(2)将表面镀有银纳米颗粒膜的单晶硅片放入氢 氟酸和双氧水的水溶液里进行腐蚀，溶液内各组分的体积比为： H₂O₂∶HF∶H₂O＝1∶4-8∶15-26，腐蚀温度是50-60℃，腐蚀时间为80-90 min；(3)腐蚀结束后，硅晶片的两个表面都是长度为50-60μm的硅纳 米线阵列，中间是没有腐蚀的100-120μm厚的硅晶片，用细砂纸将两 面的硅纳米线磨去，清洗之后重复步骤(1)和(2)，直至完全被腐蚀，判 断硅晶片完全被腐蚀成硅纳米线阵列膜的关键现象是：起初沉在腐蚀 液底部的硅晶片在溶液中漂浮起来；(4)用体积比为10％-15％的硝酸 水溶液洗去硅纳米线膜上的银颗粒，然后用去离子水把硅纳米线膜清 洗干净；(5)用真空热蒸镀的方法在硅纳米线膜的背面镀上200-300nm 厚的铝膜，然后在氩气保护下退火形成Si-Al合金，退火温度为580-600 ℃，时间为1-2h，作为电极的电流收集器；或者在硅纳米线膜表面包 裹一层10-20μm厚的碳气凝胶，然后真空烧结，烧结温度是650-700 ℃，时间是2-3h，碳气凝胶热解成碳，作为电极的电流收集器，即得 到硅纳米线阵列膜电极。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： (1)将单晶硅片放入氢氟酸和硝酸银的水溶液里60s，溶液内各组分的 体积比为：AgNO₃∶HF∶H₂O＝1∶4∶15，用无电镀沉积的方法镀上一层银 纳米颗粒膜；(2)将表面镀有银纳米颗粒膜的单晶硅片放入氢氟酸和双 氧水的水溶液里进行腐蚀，溶液内各组分的体积比为： H₂O₂∶HF∶H₂O＝1∶4∶15，腐蚀温度是50℃，腐蚀时间为90min；(3)腐蚀 结束后，硅晶片的两个表面都是长度为50μm的硅纳米线阵列，中间 是没有腐蚀的100μm厚的硅晶片，用细砂纸将两面的硅纳米线磨去， 清洗之后重复步骤(1)和(2)，直至完全被腐蚀；(4)用体积比为10％的 硝酸水溶液洗去硅纳米线膜上的银颗粒，然后用去离子水把硅纳米线 膜清洗干净；(5)用真空热蒸镀的方法在硅纳米线膜的背面镀上300nm 厚的铝膜，然后在氩气保护下退火形成Si-Al合金，退火温度为600℃， 时间为1h，作为电极的电流收集器，即得到硅纳米线阵列膜电极。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： (1)将单晶硅片放入氢氟酸和硝酸银的水溶液里80s，溶液内各组分的 体积比为：AgNO₃∶HF∶H₂O＝1∶6∶20，用无电镀沉积的方法镀上一层银 纳米颗粒膜；(2)将表面镀有银纳米颗粒膜的单晶硅片放入氢氟酸和双 氧水的水溶液里进行腐蚀，溶液内各组分的体积比为： H₂O₂∶HF∶H₂O＝1∶6∶20，腐蚀温度是55℃，腐蚀时间为85min；(3)腐蚀 结束后，硅晶片的两个表面都是长度为55μm的硅纳米线阵列，中间 是没有腐蚀的110μm厚的硅晶片，用细砂纸将两面的硅纳米线磨去， 清洗之后重复步骤(1)和(2)，直至完全被腐蚀；(4)用体积比为12％的硝 酸水溶液洗去硅纳米线膜上的银颗粒，然后用去离子水把硅纳米线膜 清洗干净；(5)在硅纳米线膜表面包裹一层10μm厚的碳气凝胶，然后 真空烧结，烧结温度是700℃，时间是2h，碳气凝胶热解成碳，作为 电极的电流收集器，即得到硅纳米线阵列膜电极。