[发明专利]一种异质结光电极及其制备方法、无偏压太阳能电池

权利要求书

1.一种制备异质结光电极的方法，其特征在于，所述的方法包括：对沉积在FTO基片上的BiOI薄膜进行热处理以得到具有三维多孔结构的钒酸铋，再利用电沉积的方法复合氧化亚铜纳米颗粒，得到钒酸铋/氧化亚铜复合半导体材料；

其中，通过控制电沉积的条件使氧化亚铜纳米颗粒沉积在钒酸铋的表面以得到钒酸铋/氧化亚铜光电阳极，或通过控制电沉积的条件使氧化亚铜纳米颗粒沉积在钒酸铋与FTO基片之间以得到钒酸铋/氧化亚铜光电阴极。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，制备得到钒酸铋/氧化亚铜光电阳极时的电沉积条件至少满足，电沉积时的偏压为-0.10～-0.15V，优选为-0.125V；

制备得到钒酸铋/氧化亚铜光电阴极时的电沉积条件至少满足，电沉积时的偏压为-0.20～-0.40V，优选为-0.35V。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，在FTO基片上沉积BiOI薄膜方法包括：在含碘溶液中加入Bi(NO₃)₃·5H₂O，搅拌混合使其充分溶解，再加入稀硝酸调节pH为1.2～2；然后将对苯醌水溶液缓慢加入到上述溶液中，直至将溶液的pH调节至2.4～3，得到BiOI的电镀液；再将所述BiOI的电镀液倒入电解槽中，以FTO基片作为工作电极，施加-0.2～-0.4V的偏压，沉积50～500s，沉积结束后用去离子水洗净并放入烘箱中烘干，得到沉积在FTO基片上的BiOI薄膜。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，对BiOI薄膜进行热处理的方法包括：在BiOI薄膜上滴加含钒溶液，烘干处理后，将BiOI薄膜整体放入马弗炉中，在空气氛围下烧结处理，烧结处理完成后，用碱性溶液清洗BiOI薄膜表面过量的氧化钒，再用去离子水清洗后烘干，即得具有三维多孔结构的钒酸铋；

优选地，烧结处理的条件至少包括，烧结温度为400-500℃，烧结时间为1-3小时。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，钒酸铋/氧化亚铜复合半导体材料的制备方法包括：以含氧化亚铜的溶液作为电镀液，水浴加热至40～60℃，以沉积在FTO基片上并热处理后的BiOI薄膜作为工作电极，利用电化学工作站施加偏压，沉积氧化亚铜纳米颗粒，得到所述钒酸铋/氧化亚铜复合半导体材料。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述电镀液的制备方法包括，将铜盐溶解于乳酸水溶液中，调节pH值至10～12，即得所述电镀液。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，沉积氧化亚铜纳米颗粒的时间为200～500s，沉积结束后用去离子水清洗并烘干，即得所述钒酸铋/氧化亚铜复合半导体材料。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述的制备方法还包括，在制得钒酸铋/氧化亚铜光电阳极后，再辅助电沉积一层磷酸钴作催化剂。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的方法制备得到的异质结光电极。

10.一种无偏压太阳能电池，其特征在于，包括光电阳极和光电阴极，所述光电阳极和光电阴极采用权利要求1-8任意一项所述的方法制备得到。