[发明专利]全固态光电转换器件及其制备方法

摘要

一种全固态光电转换器件及其制备方法。所述的光电转换器件为Zn‑ZnO‑Ag结构。该光电转换器件的下层为Zn片，中间层为ZnO薄膜，上层为沉积在ZnO薄膜上的Ag薄膜。所述的ZnO薄膜为孔状，是在下层的Zn片上通过阳极氧化生成。所述ZnO薄膜为直径为30～100nm的蓝黑色孔状,厚度为2.6～5.0μm。本发明采用价格低廉的阳极氧化技术实现异质层的制备，通过Ag薄膜改性，获得了全固态的具有太阳光响应的光电转换器件，这种方法为光电转换器件在各种条件下的使用和规模性的生产提供了可能性，进而可以减轻能源压力。

主权项

一种制备全固态光电转换器件的方法，其特征在于，所述的光电转换器件为Zn‑ZnO‑Ag结构，具体为：该光电转换器件的下层为Zn片，中间层为ZnO薄膜，上层为沉积在ZnO薄膜上的Ag薄膜；所述的ZnO薄膜为孔状，是在下层的Zn片上通过阳极氧化生成；所述的Zn片为全固态光电转换器件的集流层，所述的ZnO薄膜为异质层，所述的Ag薄膜为光响应层；所述ZnO薄膜为直径为30～100nm的蓝黑色孔状,厚度为2.6～5.0μm；具体的制备过程如下：步骤1：Zn片预处理；步骤2：抛光液配置：配置乙醇与磷酸的混合溶液；乙醇与磷酸的体积比为2:1；步骤3：电解液配置：将NaOH加入去离子水中并搅拌30min，配置浓度为0.7M的NaOH溶液，搅拌结束后放置在冰箱中降温至0℃待用；步骤4：恒电压抛光：利用配置好的抛光液对经过预处理的Zn片进行恒电压抛光；以铂电极做阴极；以经过预处理的Zn片做阳极；抛光时，抛光电压为5V，将所述Zn片和铂电极均置于抛光液中，并使该Zn片和铂电极之间保持20mm的间距；将盛有抛光液的容器置于冰水混合物中，用搅拌器对抛光液以500rpm的转速进行搅拌并保持至抛光结束；抛光时间为20min；步骤5：恒电压两步阳极氧化：利用配制好的电解液对经过抛光的Zn片进行恒电压两步阳极氧化，阳极氧化电压为3V；第一步阳极氧化的过程是：以经过密封处理后的Zn片做阳极，以铂电极做阴极，将所述Zn片和铂电极均置于电解液中，并使该Zn片和铂电极之间保持20mm的间距；将装有电解液的容器放置在冰水混合物中，并对该电解液进行300rpm搅拌并保持至第一步阳极氧化结束；经过第一步阳极氧化后，在所述Zn片未密封的表面生成一次ZnO薄膜；第一步阳极氧化的时间为30min；用去离子水反复清洗在所述Zn片表面生成的一次ZnO薄膜；用丙酮超声清洗两分钟去除所述Zn片密封表面的环氧树脂；至此完成对Zn片的第一步阳极氧化；第二步阳极氧化的过程是：重复步骤4的恒电压抛光过程，以去除在所述Zn片表面生成的一次ZnO薄膜；用经过密封处理的Zn片做阳极，以铂电极做阴极，将所述Zn片和铂电极均置于电解液中，并使该Zn片和铂电极之间保持20mm的间距；将装有电解液的容器放置在冰水混合物中，并对该电解液进行300rpm搅拌并保持至第二步阳极氧化结束；经过第二步阳极氧化后，在所述Zn片未密封的表面生成二次ZnO薄膜；第二步阳极氧化的时间分别为60～180min；用去离子水反复清洗在所述Zn片表面生成的二次ZnO薄膜；至此完成对Zn片的第二步阳极氧化，阳极氧化后在Zn片表面生成的二次ZnO薄膜即为中间层；步骤5：沉积Ag薄膜：所述沉积Ag薄膜是在得到的ZnO薄膜上，采用常规的脉冲激光方法进行Ag薄膜的沉积。