[发明专利]一种三元铜基化合物半导体光电极、无偏压太阳光分解水制氢产氧器件及其制备方法有效
| 申请号： | 202110668474.3 | 申请日： | 2021-06-16 |
| 公开（公告）号： | CN113463109B | 公开（公告）日： | 2022-12-09 |
| 发明（设计）人： | 江丰;赵伟东;黄定旺;李艳 | 申请（专利权）人： | 华南师范大学 |
| 主分类号： | C25B1/04 | 分类号： | C25B1/04;C25B1/55;C25B11/052;C23C18/12 |
| 代理公司： | 北京清控智云知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 11919 | 代理人： | 仵乐娟 |
| 地址： | 510630 广东省广州市天*** | 国省代码： | 广东;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 三元 化合物 半导体 电极 偏压 太阳光 分解 水制氢产氧 器件 及其 制备 方法 | ||
1.一种三元铜基化合物半导体光电极，其特征在于，包括：
第一衬底以及依次层叠于第一衬底上的第一背电极、三元铜基吸收层、缓冲层、保护层和析氢催化剂，所述三元铜基吸收层为Cu3BiS3、CuSbS2或Cu2SnS3，所述三元铜基吸收层选用喷雾热解法制备获得，所述喷雾热解法制备中，首先进行前驱体溶液的配制，所述三元铜基吸收层选用Cu3BiS3时，所述前驱体溶液选用包含了1.8~2.2 mol/L CuCl和3.2~3.4 mol/LSC(NH2)2 的第一二甲基亚砜溶液与包含了0.2~0.5 mol/L BiCl3和3.2~3.4 mol/L SC(NH2)2 的第二二甲基亚砜溶液分别搅拌澄清后混合，再搅拌澄清后获得；
所述三元铜基吸收层选用CuSbS2时，所述前驱体溶液选用包含了0.8~1.2 mol/L CuCl和5.8~6.2 mol/L SC(NH2)2 的第一二甲基亚砜溶液与包含了0.8~1.2 mol/LSbCl3和1.8~2.2 mol/L SC(NH2)2 的第二二甲基亚砜溶液，分别搅拌澄清后混合，再搅拌澄清后获得；
所述三元铜基吸收层选用Cu2SnS3时，所述前驱体溶液选用包含了0.8~1.2 mol/L CuCl和2.8~3.2 mol/L SC(NH2)2 的第一二甲基亚砜溶液与包含了0.4~0.6 mol/L SnCl4和1.8~2.2 mol/L SC(NH2)2 的第二二甲基亚砜溶液，分别搅拌澄清后混合，再搅拌澄清后获得；
其次加热所述第一衬底，待所述第一衬底加热至喷涂温度，所述Cu3BiS3的前驱体溶液的喷涂温度为360 ℃~420 ℃；所述CuSbS2的前驱体溶液的喷涂温度为360 ℃~400 ℃；所述Cu2SnS3的前驱体溶液的喷涂温度为380 ℃~420 ℃；设置喷头与第一衬底的距离为23 cm~28 cm，气体压强为4~6×104 Pa，将所述前驱体溶液喷涂至所述第一衬底上，在第一背电极上形成三元铜基吸收层。
2.根据权利要求1的所述三元铜基化合物半导体光电极，其特征在于，其中所述缓冲层选用CdS、In2S3、ZnS或ZnSnO；所述保护层选用TiO2、HfO2或Al2O3；所述析氢催化剂选用Pt或MoS2；所述第一背电极选用Mo、ITO或FTO。
3.根据权利要求1或2的所述三元铜基化合物半导体光电极，其特征在于，所述前驱体溶液的配制中，第一二甲基亚砜溶液与第二二甲基亚砜溶液的体积相同。
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