[发明专利]FeS2/Ag2S/TiO2复合薄膜的制备方法有效
| 申请号： | 201210428204.6 | 申请日： | 2012-11-01 |
| 公开（公告）号： | CN102945891A | 公开（公告）日： | 2013-02-27 |
| 发明（设计）人： | 卢森锴;喻亮;姜艳丽;卢炳雄;韦永森;黄平;陈壁滔;彭德 | 申请（专利权）人： | 桂林师范高等专科学校 |
| 主分类号： | H01L31/18 | 分类号： | H01L31/18 |
| 代理公司： | 柳州市荣久专利商标事务所(普通合伙) 45113 | 代理人： | 周小芹 |
| 地址： | 541001 广西壮*** | 国省代码： | 广西;45 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | fes sub ag tio 复合 薄膜 制备 方法 | ||
技术领域
本发明涉及一种光电领域复合薄膜的制备方法，特别是一种具有良好光电性能的FeS2/Ag2S/TiO2复合薄膜的制备方法。
背景技术
TiO2是一种禁带宽度适中、化学稳定性和耐腐蚀性良好、廉价无毒的半导体材料，特别是纳米尺寸的TiO2多孔膜，由于具有较大的比表面积和易于载流子传输等优点，一直以来都是人们研究的重点?但是单独使用TiO2作为光电极时，由于其禁带宽度较大，对可见光的利用率低，只能吸收波长小于387 nm的紫外光，影响了在太阳能电池领域的应用?为了提高TiO2对可见光的吸收利用效率，进一步展宽其光谱响应范围，可以采用窄禁带半导体与之复合敏化来实现?在太阳能电池中，利用窄禁带半导体作为光敏化剂具有很多优点：比如通过控制半导体材料的尺寸和掺杂等手段来调节它们的禁带，达到调节吸收光谱与太阳光谱分布相匹配的目的；使用窄禁带半导体作为光吸收层能够产生比较大的量子效率等?因此有人采用溶胶—凝胶(Sol-Gel)方法制备了TiO2纳米晶多孔薄膜，利用溶胶—凝胶加后续硫化热处理的方式在TiO2多孔膜基底上沉积了一层FeS2，从而得到了FeS2/TiO2复合薄膜；也有人研制出了银掺杂TiO2薄膜，如公开号为 CN102219179A公开的《一种银掺杂二氧化钛薄膜及其制备方法》，但是这些复合薄膜均存在以下缺点：一是利用光还原沉积法制备银掺杂二氧化钛薄膜，此薄膜的银为纳米颗粒，虽然光催化活性较好，但是其光电转换率较低；二是通常所采用磁控溅射纯Fe膜硫化法制备的多晶FeS2薄膜，往往薄膜厚度和先驱体Fe膜结晶程度对合成的FeS2薄膜显微结构和光电性能的影响较大，同时由于采用的此种方法制备的FeS2膜，其成本较高，就目前或今后一段时期内是难以应用于纳米晶敏化太阳能电池系统中。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种具有良好光电性能、光电转换率高、成本较低的FeS2/Ag2S/TiO2复合薄膜的制备方法，以解决现有技术存在的上述不足之处。
解决上述技术问题的技术方案是：一种FeS2/Ag2S/TiO2复合薄膜的制备方法，该方法包括以下步骤：
S1. 利用钛酸四丁酯水解得到TiO2溶胶；
S2. 利用AgNO3制备Ag溶胶；
S3. 将TiO2溶胶和Ag溶胶混合得到掺Ag的TiO2溶胶；
S4. 制备掺Ag的先驱体Ag/TiO2薄膜；
S5. 利用溶胶-凝胶法制备含铁的溶胶，再利用浸渍-提拉法在Ag/TiO2薄膜上覆盖上含铁的溶胶，得到含铁的Ag/TiO2前驱体薄膜；
S6. 硫化，得到FeS2/Ag2S/TiO2复合薄膜；
S7. 退火处理，制得FeS2/Ag2S/TiO2复合薄膜成品。
本发明的进一步技术方案是：所述的步骤S1包括以下具体内容：
首先将体积为30-50ml 钛酸四丁酯加入到体积为200-300ml 无水乙醇中强力搅拌至钛酸四丁酯溶解，得到混合溶液A，然后将去离子水?二乙醇胺和无水乙醇按摩尔比为1：1：1的比例混合均匀，得到混合溶液B， 保持二乙醇胺和钛酸四丁酯的摩尔比为1:1的比例，将混合溶液B缓慢滴加到上述钛酸四丁酯和无水乙醇的混合溶液A中搅拌均匀，制得混合溶液C；最后以聚乙二醇：混合溶液C体积为1∶1～2的比例向混合溶液C加入聚乙二醇，继续搅拌至均匀后陈化12～24 h得到稳定的无色透明的TiO2溶胶。
本发明的进一步技术方案是：所述的步骤S2包括以下具体内容：
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