[实用新型]一种电解池

说明书

技术领域

本实用新型涉及电化学与材料化学技术等领域，具体的说，是一种电解池。

背景技术

多孔硅材料因其室温下高量子效率的可见光区发光特性以及与硅集成工艺优良的兼容性，在硅基光电器件、光电集成电路和光敏器件方面具有重要的应用前景。电化学腐蚀法是制备多孔硅材料最常用的一种方法，具有操作简单、参数易控、无需特殊设备等优点。该方法基于电解池原理，以氢氟酸为主电解液，以难与氢氟酸溶液反应的导体碳棒或金属铂为阴极，以单晶硅为阳极，对溶液进行电解，单晶硅在阳极失去电子被氧化。在氧化过程中，单晶硅表面被均匀地腐蚀出一些孔，沿孔竖直方向腐蚀速度较快，而沿孔壁的横向腐蚀速度较慢，从而形成各种珊瑚状或海绵状的多孔硅材料。

利用电化学腐蚀法制备多孔硅材料时，单晶硅作为阳极，一面需与导体接触，另一面需与具有强腐蚀性的电解液接触，因此对电解池的导电性、耐腐蚀性以及防渗漏性有较高的要求。此外，作为阴极的惰性电极与作为阳极的单晶硅的相对位置需准确控制，否则将会导致电流密度分布不均匀，导致多孔硅表面孔的不均匀，进而影响多孔硅的发光性能。目前，用于制备多孔硅材料的电解池通常不具有导电性。为解决单晶硅与导体接触的问题，传统的做法是在单晶硅片的背面镀一层金属，然后再焊接导线。这增加了实验的成本和难度，同时会对单晶硅片造成污染和改性，从而降低实验的可重复性。其次，为解决电解池的防渗漏问题，常采用增加一个环氧树脂垫片或橡胶垫片的方法，使电解池结构复杂化，且增加了清洗难度。此外，目前常用的电解池没有用于固定阴极的装置，需借助外物，如支架、夹子等来控制阴极与阳极的相对位置，增加了实验的不确定度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于设计出一种电解池，优化电化学腐蚀制备多孔硅材料用电解池的结构，集导电性、耐腐蚀性、防渗漏性、可方便控制阴极与阳极的相对位置等优点于一体，具有结构简单、体积小巧、清洗容易等优点。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种电解池，用于电化学腐蚀制备多孔硅材料，包括电解池主体，在电解池主体的一端可拆卸的设置有电解池盖，在所述电解池盖上设置有电极孔和固定装置；在电解池主体的另一端可拆卸的设置有电解池底座，在电解池底座上设置有金属板电极和用于引出导线的导线孔。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述固定装置包括设置在电解池盖侧面的定位螺钉孔和设置在定位螺钉孔上的定位螺钉；所述金属板电极内嵌在电解池底座上，且在电解池底座的下方设置有紧固螺栓孔，所述导线通过紧固螺栓连接在金属板电极的底部。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述定位螺钉孔包括设置在电解池盖两侧的第一定位螺钉孔和第二定位螺钉孔，所述定位螺钉包括第一定位螺钉和第二定位螺钉。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：在所述电解池主体与金属板电极之间设置有单晶硅片。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述电极孔设置在电解池盖的中心位置，所述导线孔设置在电解池底座的侧面。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述电极孔的直径 > 3 cm。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：在所述电解池主体外壁端侧设置有旋转螺纹。优选的所述的电解池主体外壁与电解池底座相接触侧的下部设置旋转螺纹。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：在所述电解池主体端部设置有防滑螺纹。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述的电解池底座内壁上部设置有旋转螺纹。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述的金属板电极采用上表面镜面抛光后的金属板电极。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述电解池主体、电解池盖和电解池底座（金属板电极除外）选用聚四氟乙烯材料制作，可耐氢氟酸、硝酸等腐蚀，同时具有较高的强度和一定的韧性。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述电解池主体的内壁为光滑的内壁。所述的电解池主体具有光滑的内壁。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述的金属板电极材质为铜镀金、银、铜、铝中的一种。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：