[发明专利]一种锆钛酸铅铁电薄膜光电极及其制备方法有效
| 申请号： | 201810497411.4 | 申请日： | 2018-05-22 |
| 公开（公告）号： | CN108754525B | 公开（公告）日： | 2019-10-25 |
| 发明（设计）人： | 王雅琨;刘明生;王智杰;曲胜春;刘孔;刘俊;李燕 | 申请（专利权）人： | 河北工业大学;中国科学院半导体研究所;邯郸学院 |
| 主分类号： | C25B1/02 | 分类号： | C25B1/02;C25B11/06;C25B11/08;C23C28/00;C23C14/24;C23C14/18;C23C18/12 |
| 代理公司： | 石家庄国为知识产权事务所 13120 | 代理人： | 林艳艳 |
| 地址： | 300401 天津*** | 国省代码： | 天津;12 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 光电极 制备 锆钛酸铅铁电薄膜 电极 金膜 退火 光电转换效率 锆钛酸铅薄膜 薄膜均匀性 可见光吸收 锆钛酸铅膜 电压条件 基底清洗 蒸镀金膜 制备工艺 导电基 光电流 上旋 煅烧 封装 | ||
1.一种锆钛酸铅铁电薄膜光电极，其特征在于：包括导电基底、锆钛酸铅薄膜以及二者之间的金膜。
2.如权利要求1所述的锆钛酸铅铁电薄膜光电极，其特征在于：所述导电基底为FTO导电玻璃，其导电层厚度为150～200nm，所述锆钛酸铅薄膜的厚度为350～400nm，锆钛酸铅的组成为Pb(Zr0.20Ti0.80)O3，所述金膜的厚度为50～80nm。
3.权利要求1或2所述的锆钛酸铅铁电薄膜光电极的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)导电基底的预处理：将导电基底进行清洗备用；
(2)蒸镀金膜：在所述导电基底上蒸镀金膜；
(3)制备PZT前驱液：选用三水醋酸铅、异丙醇锆、钛酸四丁酯、冰醋酸和乙二醇甲醚配制PZT前驱液；
(4)制备PZT薄膜：在所述金膜上旋涂PZT前驱液，并进行退火和煅烧处理；
(5)封装：制得光电极。
4.如权利要求3所述的锆钛酸铅铁电薄膜光电极的制备方法，其特征在于：所述PZT前驱液的制备方法为：将所述三水醋酸铅溶于冰醋酸，加热去结晶水；然后将钛酸四丁酯、异丙醇锆、冰醋酸和乙二醇甲醚的混合溶液加入到上述冰醋酸溶液中，搅拌均匀后得PZT前驱液。
5.如权利要求3所述的锆钛酸铅铁电薄膜光电极的制备方法，其特征在于：其中，所述PZT前驱液的浓度以锆计为0.2～0.3mol/L。
6.如权利要求3所述的锆钛酸铅铁电薄膜光电极的制备方法，其特征在于：步骤(4)中，分两步旋涂PZT前驱液，第一步旋涂转速为800～1000r/min，旋涂时间为5～8s，第二步旋涂转速为3000～3500r/min，旋涂时间为30～35s。
7.如权利要求3所述的锆钛酸铅铁电薄膜光电极的制备方法，其特征在于：步骤(4)中，所述退火为两步退火，第一步退火温度为150～160℃，退火时间为3～4min；第二步退火温度为400～420℃，退火时间为5～6min；所述煅烧为：在空气气氛中将温度从室温均匀升温至550～600℃，升温时间3～3.5h，而后在550～600℃下保温2～2.5h。
8.如权利要求3所述的锆钛酸铅铁电薄膜光电极的制备方法，其特征在于：步骤(4)中所述旋涂和退火交替进行10～12次。
9.如权利要求3所述的锆钛酸铅铁电薄膜光电极的制备方法，其特征在于：步骤(5)中所述封装为用环氧树脂AB胶进行基底四周封装。
10.权利要求1或2所述锆钛酸铅铁电薄膜光电极的光电性能检测方法，其特征在于：以所述锆钛酸铅铁电薄膜光电极为工作电极，以铂电极为对电极，以Ag/AgCl电极为参比电极，电解质溶液为0.1mol/LNa2SO3溶液，在模拟太阳光AM1.5照射条件下，扫描速度为0.005V/s，通过电化学工作站测试所述PZT薄膜光电极的光电化学性能。
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