[实用新型]一种双异质结薄膜光催化反应器

说明书

本实用新型公开了一种双异质结薄膜光催化反应器，包括：槽式太阳能聚光装置，所述槽式太阳能聚光装置包括：安装板，所述安装板上设置有安装孔一；所述安装孔一上安装双异质结催化装置；所述双异质结催化装置包括：基体层，所述基体层正面均匀设置有侧面呈倾斜状的槽体；所述基体层上方设置有N型半导体薄膜层一；所述N型半导体薄膜层一正面上方设置有P型半导体薄膜层；所述P型半导体薄膜层上方设置有N型半导体薄膜层二。本实用新型结构简单，易于安装，成本低廉，反应效率高；在能源、环保等领域，可广泛应用。

技术领域

本实用新型涉及光电子器件技术领域，特别涉及一种双异质结薄膜光催化反应器。

背景技术

随着科学和社会的发展，环境污染日趋严重，能源逐渐匮乏。光催化技术作为一种清洁环保技术在能源和环境领域具有重要的应用前景。光催化的原理是利用化合物半导体在光激发下，电子从价带跃迁到导带，在价带上留下相对稳定的空穴，从而形成电子-空穴对，这些电子-空穴对扩散到微粒表面，从而产生强烈的氧化还原势，可用于降解周围环境中的有机无机污染物、温室气体、光解水等制备H₂和O₂。目前，光催化技术已经在废水处理、水分解制氢、光催化燃料电池及光催化还原CO₂等中得到了广泛的应用。

现如今，大部分光催化反应器都存在光子利用率低，质量传输受限等问题。近年来，微流控技术和光学技术融合诞生的一门新技术——光微流技术，从而为这些问题的解决找到了突破口。光微流技术具有提高反应传播速度，对流体操控有较高的灵敏度，光分布均匀，比表面积高等优点，可以有效地提高光催化反应的效率。

BiFeO₃和Bi₂Fe₄O₉两种铁酸铋光催化剂,由于其较窄的带隙(～2.1eV)以及良好的结构稳定性,成为目前广泛研究的可见光光催化材料。BiFeO₃(铁酸铋)半导体光催化材料与具有合适能带结构的半导体形成异质结结构(半导体的异质结是一种特殊的PN结，由两层以上不同的半导体材料薄膜依次沉积在同一基体上形成，这些材料具有不同的能带隙，它们可以是砷化镓之类的化合物，也可以是硅-锗之类的半导体合金。)异质结一方面可以叠加两种半导体材料的光吸收范围，从而提高光能的利用率；另一方面与其它半导体形成异质结，在界面处形成内建电场，当半导体材料经入射光辐照受激发所产生的光生电子-空穴对，可以在内建电场的作用下发生高效快速分离，从而实现半导体复合材料光催化性能的提高。在P-N结复合材料中，光生电荷在催化剂间的传输虽然促进了光生电荷的分离，但复合光催化剂的光催化氧化还原能力总体下降。目前，基于BiFeO₃的异质结催化剂材料的光生载流子的分离，主要是利用异质结的内建电场或Z体系机制的异质结，使其光生载流子的分离，这种传统异质结只靠单步的分离机制来实现光生载流子的分离，提高其光催化效率仍然是有限的。

另外，目前所采用的光催化器大多结构较为复杂、体积庞大，组装困难。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种结构简单、组装方便的双异质结薄膜光催化反应器。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案，一种双异质结薄膜光催化反应器，包括：槽式太阳能聚光装置，所述槽式太阳能聚光装置包括：安装板，所述安装板上设置有安装孔一；所述安装孔一上安装双异质结催化装置；

所述双异质结催化装置包括：基体层，所述基体层正面均匀设置有侧面呈倾斜状的槽体；所述基体层上方设置有N型半导体薄膜层一；所述N型半导体薄膜层一正面上方设置有P型半导体薄膜层；所述P型半导体薄膜层上方设置有N型半导体薄膜层二。

优选的，所述基体层为透明导电玻璃。

优选的，所述N型半导体薄膜层一、所述P型半导体薄膜层与所述N型半导体薄膜层二结合，形成双异质结结构。