“一種納米晶Cu2O薄膜的制備方法”屬于半導體領域。現有方法一般對設備要求較高，需要比較復雜的程序，而最終難以控制成本，這會嚴重影響Cu2O薄膜的應用范圍。本發明專利技術提供的納米晶Cu2O薄膜的制備方法，其特征在于包括以下步驟：分別按照硫酸銅與檸檬酸三鈉的摩爾濃度比范圍為12∶8～12∶36，硫酸銅與抗壞血酸鈉的摩爾范圍為1∶3～5∶6，將抗壞血酸鈉、檸檬酸三鈉溶液依次加入硫酸銅溶液中，使充分絡合；調節溶液pH值至7.0～10.0；置于50℃～95℃水浴溫度中反應1.0h～3.0h；反應結束后經沖洗、烘干后，即得所需產物。該方法采用相對于陽極氧化法、熱氧化法、濺射法和化學氣相沉積法等方法更加簡易的化學浴沉積方法，大大簡化了制備工藝，而且所得產物均勻致密。
【技術實現步驟摘要】
ー種納米晶Cu2O薄膜的制備方法屬于半導體領域。
技術介紹
氧化亞銅(Cu2O)是最早被發現的半導體材料之一，其價格低廉、材料來源廣泛而得到越來越多人的認可。Cu2O是能被可見光激發的P型半導體，其禁帶寬度約為I. 9 2.2eV。多晶態的Cu2O穩定性好，可以反復的利用而不容易被氧化成Cu(II)和還原成Cu ；其次，Cu2O無毒性，與環境的相容性好，而且容易獲得。因此其是一種應用潛カ很大的半導體材料，在超導體、制氫、太陽能電池和電致變色等方面有潛在的應用。尤其是在太陽能電 池上，其理論轉化效率可達到18%。在風能、海洋能、太陽能、地熱能、氫能等新能源中，太陽能占據90%之多的份額，構成新能源產業量的絕對力量，但是至今為止其光電轉換效率較低。據估計，只要達到5%的光電轉換效率，Cu2O在太陽能電池上的應用就會有較高的經濟效益。目前制備Cu2O薄膜的方法主要有陽極氧化法、熱氧化法、濺射法和化學氣相沉積法等，但是這些方法成本較高，對設備及其條件的要求較高，而化學浴沉積法エ藝簡単，成本低，適用于各種異形、非導電或不耐高溫襯底的沉積；且在多層膜沉積過程中，不會對襯底上已經沉積的薄膜造成損傷。
技術實現思路
本專利技術所要解決的問題是提供ー種制備エ藝簡單、能耗低、成膜均勻致密的納米晶Cu2O薄膜制備方法。特別適用于形狀不規則物件的成膜和批量生產。本專利技術提供的納米晶Cu2O薄膜的制備方法，它包括以下步驟a)在硫酸銅溶液中依次加入抗壞血酸鈉、檸檬酸三鈉溶液，充分絡合并定容；b)向定容后的溶液中滴加NaOH溶液調節溶液的pH值并放入襯底；c)將調整好pH值的溶液在特定溫度下沉積反應一定時間后，取出沖洗干凈后烘干。所述步驟a)中硫酸銅與檸檬酸三鈉的摩爾濃度比范圍為12 : 6 12 : 36，硫酸銅與抗壞血酸鈉的摩爾比在I:4 5:6范圍內。所述步驟a)中硫酸銅濃度控制在O. 06mol/L O. 30mol/L。所述步驟b)中調整溶液pH值范圍為7. O 10. O。所述步驟c)中溶液的溫度范圍控制在50°C 95°C。所述步驟c)反應時間控制在I. Oh 3. Oh。該方法采用區別于其它液相制備Cu2O薄膜的方法(電化學沉積和溶膠-凝膠法)，不但極大的簡化了制備エ藝，而且對反應條件的要求也相對均較低，適合規模化的生產。采用Bruker Advance D8X 射線粉末衍射儀(Cu K α 福射，λ = 1.5406Α，2 Θ =20-75° )測定所制備材料的結構。采用Sirion200掃描電子顯微鏡觀察所制備材料的表面形貌。采用Shimadzu UV-3101PC型分光光度計獲得樣品的透過光譜。由圖I可知，所制備的Cu2O薄膜為純的立方結構(JCPDS card No. 05-0667)，其中(200)晶面與(111)晶面衍射峰強度變化明顯，表明所得到的產物結晶取向性的變化；根據謝樂公式算得(111)衍射峰對應的晶粒尺寸大小為32nm,35nm,44nm,47nm,分別對應的濃度比為12 8 6,12 12 6,12 18 : 6，12 : 24 : 6。由圖2可知所得到的產物表面均勻致密，成膜的質量較好；由圖3可知，所得到產物的吸收邊有明顯的紅移現象(459nm 478nm)。附圖說明圖I :產物a f 的X射線衍射圖；圖2 :產物的掃描電鏡圖；圖3 :產物的紫外可見透過光譜圖。 具體實施例方式I.按照濃度比12 8 6在O. 8mol/L的硫酸銅溶液中依次加入配制好的抗壞血酸鈉、檸.檬酸三鈉溶液，攪拌均勻，絡合充分后放入預先清洗活化的襯底，使溶液的體積50ml，調節溶液的pH值為8. 8，在80°C的水浴中反應2小時，取出清洗干凈后即可得到Cu2O薄膜(a)。2.按照濃度比12 12 6在O. 8mol/L的硫酸銅溶液中依次加入配制好的抗壞血酸鈉、檸檬酸三鈉溶液，攪拌均勻，絡合充分后放入預先清洗活化的襯底，使溶液的體積50ml，調節溶液的pH值為8. 8，在80°C的水浴中反應2小時，取出清洗干凈后即可得到Cu2O薄膜(b)。3.按照濃度比12 16 6在O. 8mol/L的硫酸銅溶液中依次加入配制好的抗壞血酸鈉、檸檬酸三鈉溶液，攪拌均勻，絡合充分后放入預先清洗活化的襯底，使溶液的體積50ml，調節溶液的pH值為8. 8，在80°C的水浴中反應2小時，取出清洗干凈后即可得到Cu2O薄膜(c)。4.按照濃度比12 18 6在O. 8mol/L的硫酸銅溶液中依次加入配制好的抗壞血酸鈉、檸檬酸三鈉溶液，攪拌均勻，絡合充分后放入預先清洗活化的襯底，使溶液的體積50ml，調節溶液的pH值為8. 8，在80°C的水浴中反應2小時，取出清洗干凈后即可得到Cu2O薄膜⑷。5.按照濃度比12 24 6在O. 8mol/L的硫酸銅溶液中依次加入配制好的抗壞血酸鈉、檸檬酸三鈉溶液，攪拌均勻，絡合充分后放入預先清洗活化的襯底，使溶液的體積50ml，調節溶液的pH值為8. 8，在80°C的水浴中反應2小時，取出清洗干凈后即可得到Cu2O薄膜(e)。6.按照濃度比12 36 6在O. 8mol/L的硫酸銅溶液中依次加入配制好的抗壞血酸鈉、檸檬酸三鈉溶液，攪拌均勻，絡合充分后放入預先清洗活化的襯底，使溶液的體積50ml，調節溶液的pH值為8. 8，在80°C的水浴中反應2小時，取出清洗干凈后即可得到Cu2O薄膜⑴。權利要求1.ー種化學浴沉積納米晶Cu2O薄膜的制備方法，包括以下步驟 a)在硫酸銅溶液中依次加入抗壞血酸鈉、檸檬酸三鈉溶液，充分絡合并定容； b)向定容后的溶液中滴加NaOH溶液調節溶液的pH值并放入襯底； c)將調整好pH值的溶液在特定溫度下恒溫反應一定時間后，取出沖洗干凈后烘干。2.根據權利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述步驟a)中硫酸銅與檸檬酸三鈉的摩爾濃度比范圍為12 8 12 36，硫酸銅與抗壞血酸鈉的摩爾濃度比在I : 4 5 6范圍內。3.根據權利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述步驟a)中硫酸銅濃度控制在O. 06mol/L O. 30mol/L。4.根據權利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述步驟b)中調整溶液pH值范圍為7.O 10. O。5.根據權利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述步驟c)中溶液的溫度范圍控制在 50°C 95°C。6.根據權利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述步驟c)反應時間控制在I.Oh 3.Oh。全文摘要“一種納米晶Cu2O薄膜的制備方法”屬于半導體領域。現有方法一般對設備要求較高，需要比較復雜的程序，而最終難以控制成本，這會嚴重影響Cu2O薄膜的應用范圍。本專利技術提供的納米晶Cu2O薄膜的制備方法，其特征在于包括以下步驟分別按照硫酸銅與檸檬酸三鈉的摩爾濃度比范圍為12∶8～12∶36，硫酸銅與抗壞血酸鈉的摩爾范圍為1∶3～5∶6，將抗壞血酸鈉、檸檬酸三鈉溶液依次加入硫酸銅溶液中，使充分絡合；調節溶液pH值至7.0～10.0；置于50℃～95℃水浴溫度中反應1.0h～3.0h；反應結束后經沖洗、烘干后，即得所需產物。該方法采用相對于陽極氧化法、熱氧化法、濺射法和化學氣相沉積法等方法更加簡易的化學浴沉積方法本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種化學浴沉積納米晶Cu2O薄膜的制備方法，包括以下步驟：a)在硫酸銅溶液中依次加入抗壞血酸鈉、檸檬酸三鈉溶液，充分絡合并定容；b)向定容后的溶液中滴加NaOH溶液調節溶液的pH值并放入襯底；c)將調整好pH值的溶液在特定溫度下恒溫反應一定時間后，取出沖洗干凈后烘干。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：徐海燕，董金礦，陳琛，
申請(專利權)人：安徽建筑工業學院，
類型：發明
國別省市：
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