[发明专利]一种Cd/Cu2O纳米薄膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种Cd/Cu₂O纳米薄膜的制备方法。(1)向聚四氟乙烯水热反应釜中加入CuSO₄•5H₂O溶液和CdSO₄溶液并搅拌混合均匀，再加入NaOH溶液。(2)将Cu片放入步骤(1)反应釜中并斜靠于反应釜内壁，盖紧盖子后，将反应釜置于50℃~120℃的烘箱中反应5~10小时，即在Cu片上制得光电压值为0.2473~0.4602 V的Cd/Cu₂O纳米薄膜。本发明采用一步水热合成法，工艺简单，周期较短，对原料以及设备要求不高且掺杂过后光电性能有明显提高。

技术领域

本发明涉及一种Cd/Cu₂O纳米薄膜的制备方法。

背景技术

Cu₂O是最早被发现的纳米半导体材料之一，其禁带宽度约为2.1 eV，比TiO₂(Eg=3.2 eV)的禁带宽度低很多，具有价格低廉、易操作生产、无毒、热稳定性好、方便储存等诸多优点。Cu₂O理论光电转换效率可以达到20 %，是一种高效的光伏材料。但是目前Cu₂O的光电转换率仅为2%左右，为了提高Cu₂O的光电性能，人们在Cu₂O的制备方法、掺杂、改性等方面作了较多研究，获得了一定的成果。但总体来说对Cu₂O光电性能的提高幅度不高。本发明拟在Cu₂O晶格中引入Cd的金属离子，在禁带中引入杂质能级。价带电子在受到光激发后，会先跃迁到杂质能级，通过再次激发，跃迁到导带，这样就降低了激发所需的能量，从而能较好地提高Cu₂O的光电性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种Cd/Cu₂O纳米薄膜的制备方法。

具体步骤为：

(1)向聚四氟乙烯水热反应釜中加入8.00 mL浓度为0.05 ~ 0.40 mol/L 的CuSO₄•5H₂O溶液和4.00 mL浓度为0.000 mol/L ~ 0.005 mol/L 的CdSO₄溶液并搅拌混合均匀，再加入2.00 mL浓度为0.10 ~ 0.50 mol/L的 NaOH溶液。

(2)将Cu片放入步骤(1) 反应釜中并斜靠于反应釜内壁，盖紧盖子后，将反应釜置于50 ℃ ~ 120 ℃的烘箱中反应5 ~ 10 小时，即在Cu片上制得光电压值为0.2473 ~0.4602 V的Cd/Cu₂O纳米薄膜。

本发明与其他相关技术相比，最显著的特点是通过一步水热法，工艺简单，周期较短，对原料以及设备要求不高，产品的光电性能较高。

具体实施方式：

实施例1：

(1)向聚四氟乙烯水热反应釜中加入8.00 mL浓度为0.2 mol/L 的CuSO₄•5H₂O溶液和4.00 mL浓度为0.000 mol/L的CdSO₄溶液并搅拌混合均匀，再加入2.00 mL浓度为0.2 mol/L的 NaOH溶液。

(2)将Cu片放入步骤(1) 反应釜中并斜靠于反应釜内壁，盖紧盖子后，将反应釜置于90 ℃的烘箱中反应8小时，即在Cu片上制得光电压值为0.3667 V的Cd/Cu₂O纳米薄膜。

实施例2：

(1)向聚四氟乙烯水热反应釜中加入8.00 mL浓度为0.3 mol/L 的CuSO₄•5H₂O溶液和4.00 mL浓度为0.004 mol/L的CdSO₄溶液并搅拌混合均匀，再加入2.00 mL浓度为0.4 mol/L的 NaOH溶液。