[发明专利]利用脉冲激光沉积技术调控晶格应力制备固体氧化物燃料电池的方法

摘要

本发明公开了利用脉冲激光沉积技术调控晶格应力制备固体氧化物燃料电池的方法；该方法先制备NNO靶材，然后将NNO靶材固定于脉冲激光沉积仪真空腔室的靶材托；将单晶衬底YSZ固定在PLD样品托上，在真空条件下升温至590‐610℃；通入纯氧，0.8‐1.2Pa氧压中稳定0.4‐0.6h；溅射PLD靶材NNO氧化物，金属蒸汽沿激光法线方向依次沉积在单晶衬底YSZ上，调节激光脉冲数控制NNO氧化物薄膜厚度为9‐50nm；最后涂刷法涂刷阴极浆料。本发明通过对晶格应力的调控，制备的固体氧化物燃料电池的性能得到大幅提升，稳定性好；同时兼具有安全性好、成本低廉、环保污染少等优势。

主权项

1.利用脉冲激光沉积技术调控晶格应力制备固体氧化物燃料电池的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)脉冲激光沉积仪靶材制备：制备NNO靶材，其中NNO氧化物的化学式为Nd2NiO4+δ；2)电解质上脉冲激光沉积仪生长阳极材料：将NNO靶材固定于脉冲激光沉积仪真空腔室的靶材托；将单晶衬底YSZ固定在PLD样品托上，在真空条件下升温至590‐610℃；通入纯氧，0.8‐1.2Pa氧压中稳定0.4‐0.6h；溅射PLD靶材NNO氧化物，金属蒸汽沿激光法线方向依次沉积在单晶衬底YSZ上，调节激光脉冲数控制NNO氧化物薄膜厚度为9‐50nm，实现单晶衬底YSZ与生长的薄膜材料NNO的晶格常数不匹配，当晶格应力在‐3.46％的压缩应力～5.73％的拉伸应力时，溅射结束，提高氧压降至室温；3)涂刷法涂刷阴极浆料：将Ag‐YSZ材料涂刷在薄膜电极的背面作为阴极材料，涂刷，控制阴极材料的厚度在20～30nm。