[发明专利]一种太阳能电池复合结构光阳极材料及制备方法

权利要求书

1.一种太阳能电池复合结构光阳极材料，其特征在于，其结构包括玻璃基底、在玻璃基底上的Al掺杂ZnO透明导电薄层、在此导电薄膜基础上ZnO纳米线阵列，以及在ZnO纳米线阵列表面均匀沉积的TiO₂纳米薄膜，上述结构可简化为AZO透明导电薄玻璃、以及在导电薄膜基础上形成的TiO₂/ZnO核壳结构纳米线阵列。

2.根据权利要求1所述一种太阳能电池复合结构光阳极材料，其特征在于，所述的AZO透明导电薄膜，其厚度为150-200nm。

3.根据权利要求1所述一种太阳能电池复合结构光阳极材料，其特征在于，所述的ZnO纳米线阵列，其纳米线长度约为500nm-5000nm。

4.根据权利要求1所述一种太阳能电池复合结构光阳极材料，其特征在于，所述的在ZnO纳米线阵列表面沉积TiO₂薄层，其厚度为5nm-30nm。

5. 根据权利要求1-4任一项所述一种太阳能电池复合结构光阳极材料的制备方法，其特征在于，AZO透明导电薄膜是利用原子层沉积制备，ZnO纳米线阵列是利用水热法制备，在ZnO纳米线阵列表面沉积TiO₂薄层是利用原子层沉积制备。

6.根据权利要求5所述一种太阳能电池复合结构光阳极材料的制备方法，其特征在于，所述利用原子层沉积制备AZO玻璃，包括以下步骤：

（1）将玻璃基底用酒精、丙酮下利用超声波清洗洗净并放入反应室，将反应室温度加热至150??C；

（2）将二乙基锌（Zn(CH₂CH₃)₂）前驱体在0.1托～10托压力下通入反应室，时间为0.5秒；

（3）将氮气或惰性气体通入反应室，以清除未被基底化学吸附的二乙基锌残余气体，时间为2～4秒；

（4）在0.1托～10托压力下，将臭氧或水蒸汽反应气体通入反应室，时间为0.5秒，使被基底吸附的二乙基锌分子与臭氧或水蒸汽发生反应，形成一个ZnO原子层的沉积；

（5）再将氮气或者惰性气体通入反应室，以清除未发生反应的臭氧或水蒸汽以及所述反应的副产物，时间为2～4秒；

（6）重复步骤（2）～（5）19次，使基底上覆盖的一定厚度ZnO层；

（7）以二乙基锌（Zn(CH₂CH₃)₂）为前驱体在0.1托～10托压力下通入反应室，时间为0.5秒，将氮气或惰性气体通入反应室，以清除未被基底化学吸附的二乙基锌残余气体，时间为2～4秒；再以三甲基铝（Al(CH₃)₃）为前驱体，重复步骤（2）～（5），制备一个原子层的Al₂O₃层；

（8）重复步骤（2）～（7），以获得所需厚度AZO的薄膜。

7.根据权利要求5所述一种太阳能电池复合结构光阳极材料的制备方法，其特征在于，所述利用水热法制备ZnO阵列，包括以下步骤：

（1）配制0.2M六水合硝酸锌和0.2M六亚甲基四胺的水溶液，混合搅拌，加热至90°C；

（2）将制备的AZO导电玻璃放入上述水浴中，导电面朝下倾斜45°角，生长时间1-10小时；

（3）取出导电玻璃，用酒精和水洗净。

8.根据权利要求5所述一种太阳能电池复合结构光阳极材料的制备方法，其特征在于，所述利用原子层沉积在ZnO纳米线阵列表面沉积TiO₂薄层，包括以下步骤：

（1）将生长有ZnO纳米线阵列的导电玻璃清洗洗净并放入反应室，将反应室温度加热至150??C；

（2）将四（二甲氨基）钛（C₈H₂₄N₄Ti）前驱体在0.1托～10托压力下通入反应室，时间为0.5秒；

（3）将氮气或惰性气体通入反应室，以清除未被基底化学吸附的四（二甲氨基）钛残余气体，时间为2～4秒；

（4）在0.1托～10托压力下，将臭氧或水蒸汽反应气体通入反应室，时间为0.5秒，使被基底吸附的四（二甲氨基）钛分子与臭氧或水蒸汽发生反应，形成一层TiO₂原子层的沉积；

（5）再将氮气或者惰性气体通入反应室，以清除未发生反应的臭氧或水蒸汽以及所述反应的副产物，时间为2～4秒；

（6）重复步骤（2）～（5），使ZnO纳米线表面覆盖一定厚度TiO₂层。