[发明专利]一种ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极及其制备方法

权利要求书

1.一种ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极，其特征在于该电缆阵列电极是由按照从里到外顺序的ITO导电玻璃衬底、ZnO缓冲薄膜层、ZnO纳米线阵列层、CdTe纳米电缆层与CdS纳米晶保护层组成的；其中：

ZnO缓冲薄膜层的厚度是20-40nm；

在ZnO纳米线阵列层中，ZnO纳米棒的直径是50-100nm与长度0.5-3μm；

CdTe纳米电缆层的厚度是3-30nm；

CdS纳米晶保护层的厚度是2-20nm

饱和光电流密度达到12.4mA/cm²。

2.根据权利要求1所述的ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极，其特征在于ZnO缓冲薄膜的厚度是25-35nm；在ZnO纳米线阵列层中，ZnO纳米线的直径是60-80nm与长度0.8-2.5μm；CdTe纳米电缆层的厚度是5-25nm；CdS纳米晶保护层的厚度是4-15nm

3.根据权利要求1所述的ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极制备方法，其特征在于该方法的步骤如下：

A、ITO导电玻璃表面预处理

ITO导电玻璃表面顺序地用去离子水、丙酮、酒精与去离子水进行超声清洗，然后用吹风机吹干，并立即转入射频磁控溅射镀膜机中，在真空度10^-3-10^-5Pa的条件下进行保护；

B、制备ZnO缓冲薄膜

把步骤A)得到的清洁ITO导电玻璃置于射频磁控溅射镀膜机中，ITO玻璃作为阳极基片在加热温度300～400℃与真空度0.1～10Pa的条件下溅射阴极ZnO靶材20～30分钟，生长一层ZnO缓冲薄膜层；

C、制备ZnO纳米线阵列

分别称量0.02～0.12g醋酸锌与0.04～0.18g六亚甲基四胺固体，将两种固体溶入到8～32ml去离子水中配制成水溶液，混合均匀后，把步骤B)制备的具有ZnO缓冲薄膜的ITO导电玻璃置于该溶液中，然后在温度90-95℃的加热设备中进行反应3～6小时，在所述的ZnO缓冲薄膜上生成ZnO纳米线阵列层；

D、制备CdTe纳米电缆层

K₂TeO₃水溶液配制方法：将0.08～0.18g氢氧化钾固体溶入到30-60ml去离子水中，在温度40-60℃与磁力搅拌下，再加入0.10～0.25g二氧化碲固体，停止加热，磁力搅拌直至澄清；

然后，分别称量0.30～0.80g氨三乙酸三钠盐与0.12～0.28g醋酸镉二水合物，把它们同时加到上述K₂TeO₃水溶液中，磁力搅拌直至澄清。使用上海辰华仪器有限公司销售的CHI660D电化学沉积设备，把步骤C)制备的具有ZnO纳米线阵列的ITO导电玻璃作为工作电极，饱和甘汞电极作为参比电极，Pt片为对电极，在室温下，在沉积电压-0.6～-1.0V与沉积电量0.6C～1.1C的条件下在其溶液中进行反应5～30分钟，在所述的ZnO纳米线阵列层上沉积得到CdTe纳米电缆层；

E、制备CdS纳米晶保护层

0.2～0.5g硫化钠固体溶入10ml甲醇，均匀溶解得到硫化钠甲醇溶液；

0.3g～1.3g醋酸镉固体溶入10ml酒精，均匀溶解得到醋酸镉酒精溶液；

把在步骤D)得到的具有CdTe纳米电缆层的ITO导电玻璃放在所述的硫化钠甲醇溶液中浸泡2～10min，取出沥干后再放入所述的醋酸镉酒精溶液浸泡2～10min；如此浸泡循环5～25次；

退火后得到所述的ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述的ITO导电玻璃用去离子水、丙酮、酒精与去离子水分别进行超声清洗5-15分钟。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于把步骤A)得到的清洁ITO导电玻璃置于脉冲激光沉积设备中，使用准分子激光器与ZnO陶瓷靶，在加热温度300℃～400℃与真空度0.1～10Pa的条件下进行沉积，生长一层ZnO缓冲薄膜。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于在制备ZnO纳米线阵列层时，在温度92～94℃的烘箱中进行反应3.5～4.5小时，在所述的ZnO缓冲薄膜上生成ZnO纳米线阵列层。