[发明专利]一种光电化学冶金提取半导体元素的方法

权利要求书

1.一种光电化学冶金提取半导体元素的方法，其特征在于：在电解沉积槽内，用光线照射阴极，通过光电化学沉积，在阴极上得到半导体；电解所用电解液为含半导体元素的导电液体；所述半导体元素包括碲、锗、硒、硅、锡、锑、铋中的至少两种；照射阴极的光线中含有能量大于或者等于所沉积半导体带隙宽度的光子；

同时电解沉积两种或两种以上半导体元素时，控制阴极还原电流密度为1～800A/m²，控制电解槽电压为0.1～12V，控制阴极沉积电势为0～-5V，控制电解沉积为1～500小时；电解沉积时，所述阴极沉积电势的参照系为氢标准电极。

2.根据权利要求1所述的一种光电化学冶金提取半导体元素的方法，其特征在于：电解沉积槽的阴阳两极之间设有隔膜，所述隔膜上有能通过待沉积的半导体元素的细孔。

3.根据权利要求1所述的一种光电化学冶金提取半导体元素的方法，其特征在于：照射阴极的光线的强度为1～9000mW/cm²。

4.根据权利要求1所述的一种光电化学冶金提取半导体元素的方法，其特征在于：半导体元素以氧化态和/或单质的形式稳定的分散在电解液中；所述电解液中半导体元素的总浓度为1～9000mmol/L。

5.根据权利要求1所述的一种光电化学冶金提取半导体元素的方法，其特征在于：所述阴极选自不锈钢、钛片、紫铜、透明导电层、待沉积半导体单质中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种光电化学冶金提取半导体元素的方法，其特征在于：阳极选自惰性电极、含待沉积半导体元素的导电材料中的一种。

7.根据权利要求6所述的一种光电化学冶金提取半导体元素的方法，其特征在于：当阳极为含待沉积半导体元素的导电材料时，用光线照射阳极，照射阳极的光线中含有能量大于或者等于阳极中待沉积半导体元素单质或其化合物带隙宽度的光子；照射阳极的光线的强度为1～9000mW/cm²。

8.根据权利要求1所述的一种光电化学冶金提取半导体元素的方法，其特征在于：所述电解液的pH值为-1～14。

9.根据权利要求1所述的一种光电化学冶金提取半导体元素的方法，其特征在于：电解沉积时，控制电解液的温度为10～95℃。

10.根据权利要求1所述的一种光电化学冶金提取半导体元素的方法，其特征在于：采用恒电压或恒电流或脉冲电流进行电解沉积。

11.根据权利要求1所述的一种光电化学冶金提取半导体元素的方法，其特征在于：阴极与阳极之间的间距为5～500mm。

12.根据权利要求1～11任意一项所述的一种光电化学冶金提取半导体元素的方法，其特征在于：照射阴极和/或阳极的光线由稳态光源、脉冲光源、波动光源中的一种提供。

13.根据权利要求12所述的一种光电化学冶金提取半导体元素的方法，其特征在于：提供照射阴极和/或阳极的光线的光源选自太阳、氙灯、卤钨灯、金卤灯、白炽灯、日光灯、LED灯、汞灯、激光中的至少一种。

14.根据权利要求1所述的一种光电化学冶金提取半导体元素的方法，其特征在于：同时电解沉积碲硒时，控制阴极还原电流密度为1～500A/m²，控制电解槽电压为0.1～8V，控制阴极沉积电势为0～-5V，控制电解沉积时间为1～360小时。