[发明专利]一种固体氧化物燃料电池电解质薄膜制备方法

权利要求书

1.一种固体氧化物燃料电池电解质薄膜制备方法，其特征在于，所述方法包括：

提供阳极基底，所述阳极基底包括金属支撑体以及位于所述金属支撑体上的燃料极层，其中，所述金属支撑体上具有多孔区域，以及沿所述金属支撑体外表面以及所述多孔区域的多孔内壁设置的保护涂层，所述燃料极层覆盖所述多孔区域；

在所述阳极基底上采用磁控溅射法溅射电解质薄膜，包括在所述阳极基底上依次溅射阻挡层和主电解质层，所述阻挡层以Zr基材料或Ce基材料为基底，所述主电解质层以Ce基材料或Zr基材料为基底，所述电解质薄膜总厚度不大于20nm-40μm。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述Zr基材料包括氧化钇稳定的氧化锆（YSZ）或氧化钪稳定的氧化锆（SSZ）；

所述Ce基材料包括氯化钆掺杂的氧化铈（GDC）或氧化钐掺杂的氧化铈（SDC）。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述阻挡层以YSZ为基底时，包括采用Y/Zr合金或者YSZ陶瓷材料为靶材进行溅射得到；

所述阻挡层以SSZ为基底时，包括采用Sc/Zr合金或者SSZ陶瓷材料为靶材进行溅射得到。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述Y/Zr合金与所述Sc/Zr合金采用直流溅射方式溅射，所述YSZ陶瓷材料与所述SSZ陶瓷材料采用射频溅射方式溅射。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述Y/Zr合金与所述Sc/Zr合金直流溅射功率为10W-200W，偏压为-10V~-200V，所述YSZ陶瓷材料与所述SSZ陶瓷材料射频溅射功率为10-200W，气体选用O₂和Ar的混合气， O₂和Ar的气体比率为1/2-1/20，气体流速为10sccm-50sccm，室内压强为0.1Pa-10Pa。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述阻挡层以YSZ为基底，或以SSZ为基底时，基底温度为室温至800℃，基底转速为1rpm-20rpm，基底与靶材间距为2cm-15cm，溅射时间为2h-20h，得到的阻挡层厚度为10nm-2μm。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述主电解质层以GDC为基底，包括采用Ge/Gd合金或者GDC陶瓷材料为靶材进行溅射；

所述主电解质层以SDC为基底，包括采用Sm/Ce合金或者SDC陶瓷材料为靶材进行溅射。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述Ge/Gd合金与所述Sm/Ce合金采用直流方式溅射，所述GDC陶瓷材料与所述SDC陶瓷材料采用射频方式溅射。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述Ge/Gd合金与所述Sm/Ce合金直流溅射功率为10W-200W，偏压为-10V~-200V，所述GDC陶瓷材料与所述SDC陶瓷材料射频溅射功率为10-200W，气体选用O₂和Ar的混合气，O₂和Ar的气体比率为1/2-1/20，气体流速为10sccm-50sccm，室内压强为0.1Pa-10Pa。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述主电解质层以GDC为基底，或以SDC为基底时，基底温度为室温至800℃，基底转速为1rpm-20rpm，基底与靶材间距为2cm-15cm，溅射时间为5h-20h，得到的阻挡层厚度为50nm-20μm。