[发明专利]半导体电极及其制造方法、和使用该半导体电极的光电池

权利要求书

1.一种光电池，包括：

半导体电极、电解质和对电极，

所述半导体电极包括具有光催化活性的氧化物半导体层；所述氧化物半导体层包括由金属氧化物构成的一次粒子凝集而成的具有凝集结构的粒子；所述一次粒子的平均粒径为1nm以上50nm以下，而且所述具有凝集结构的粒子的平均粒径为100nm以上10μm以下；

所述光电池通过对所述半导体电极使用与所述具有凝集结构的粒子的平均粒径实质上相同的波长的光进行照射以产生电动势。

2.如权利要求1所述的光电池，

所述金属氧化物是含有选自由钛、锡、锌、锆、铌、铯、钨、铜、铁和钒组成的群中的至少一种的氧化物。

3.如权利要求1所述的光电池，

所述金属氧化物是选自由氧化钛、氧化锡、氧化锌、氧化锆、氧化铌、氧化铯、氧化钨、氧化铜、氧化铁、五氧化二钒、钛酸锶、钛酸钡、钛酸钠、K₄Nb₆O₁₇、Rb₄Nb₆O₁₇、K₂Rb₂Nb₆O₁₇、Pb_1-xK_2xNbO₆，其中0＜x＜1，组成的群中的至少一种氧化物、或者是包含两种以上这些氧化物的复合氧化物。

4.如权利要求1所述的光电池，

所述氧化物半导体层形成于导电性基板上。

5.如权利要求1所述的光电池，

在所述氧化物半导体层上载持有色素。

6.一种光电池的起电方法，

所述光电池包括半导体电极、电解质和对电极，

所述半导体电极包括具有光催化活性的氧化物半导体层；所述氧化物半导体层包括由金属氧化物构成的一次粒子凝集而成的具有凝集结构的粒子；所述一次粒子的平均粒径为1nm以上50nm以下，而且所述具有凝集结构的粒子的平均粒径为100nm以上10μm以下；

所述起电方法包括对所述半导体电极使用与所述具有凝集结构的粒子的平均粒径实质上相同的波长的光进行照射的步骤。

7.如权利要求6所述的起电方法，

所述金属氧化物是含有选自由钛、锡、锌、锆、铌、铯、钨、铜、铁和钒组成的群中的至少一种的氧化物。

8.如权利要求6所述的起电方法，

所述金属氧化物是选自由氧化钛、氧化锡、氧化锌、氧化锆、氧化铌、氧化铯、氧化钨、氧化铜、氧化铁、五氧化二钒、钛酸锶、钛酸钡、钛酸钠、K₄Nb₆O₁₇、Rb₄Nb₆O₁₇、K₂Rb₂Nb₆O₁₇、Pb_1-xK_2xNbO₆，其中0＜x＜1，组成的群中的至少一种氧化物、或者是包含两种以上这些氧化物的复合氧化物。

9.如权利要求6所述的起电方法，

所述氧化物半导体层形成于导电性基板上。

10.如权利要求6所述的起电方法，

在所述氧化物半导体层上载持有色素。

11.一种产生光电电动势用的半导体电极的制造方法，

所述半导体电极用于光电池，所述光电池为权利要求1所述的光电池，

所述制造方法，包括以下步骤：

堆积步骤，通过在氛围气体中对由金属氧化物构成的靶板照射激光，使靶板的构成物质脱离，使所述脱离的物质堆积在与所述靶板平行面对的基板上，其中，当所述氛围气体的气体密度为ρ克/升、所述氛围气体的气体压力为P帕、所述靶板和所述基板之间的距离为D毫米时，ρ·P·D²为3.0×10⁴以上6.0×10⁵以下。

12.如权利要求11所述的制造方法，

所述氛围气体使用惰性气体、或者惰性气体和反应性气体的混合气体。