當(dāng)今，使用無(wú)機(jī)化合物的光電技術(shù)主要是基于硅技術(shù)(大于80％的市場(chǎng))以及基于“薄層”技術(shù)(主要地CdTe和CIGS(銅銦鎵硒)，代表20％的市場(chǎng))。光電市場(chǎng)的增長(zhǎng)看起來(lái)是指數(shù)的(在2010年累積40GW，在2011年累積67GW)。

不幸地，這些技術(shù)遭受以下缺點(diǎn)：限制了它們滿足這個(gè)增長(zhǎng)的市場(chǎng)的能力。這些缺點(diǎn)包括從機(jī)械和安裝觀點(diǎn)來(lái)看關(guān)于硅的較差柔性，以及用于“薄層”技術(shù)的元素的毒性和稀缺性。具體地，鎘、碲和硒是有毒的。此外，銦和碲是稀有的，這尤其對(duì)它們的成本具有影響。

由于這些原因，尋求免除銦、鎘、碲和硒的使用或減少其比例。

已經(jīng)推薦的用于替換CIGS中的銦的一種路線是使用(Zn²⁺，Sn⁴⁺)對(duì)來(lái)替換它。在這一背景下，尤其已經(jīng)提出了化合物Cu₂ZnSnSe₄(被稱為CZTS)?，F(xiàn)今這種材料被認(rèn)為是就效力而言對(duì)于CIGS的最重大的后繼者，但是具有硒的毒性的缺點(diǎn)。

關(guān)于硒和碲，已經(jīng)提出了很少的替代解決方案，并且它們通常證明是不利的。的確已經(jīng)測(cè)試了如SnS、FeS₂和Cu₂S的化合物，但是，盡管它們具有有利的本征特性(間隙、傳導(dǎo)率等)，它們并未證明是足夠化學(xué)穩(wěn)定的(例如：在與空氣和水份接觸時(shí)Cu₂S非常容易地轉(zhuǎn)化為Cu₂O)。

就本發(fā)明人所知道的，迄今為止沒(méi)有公開(kāi)用于獲得良好的光電效力而沒(méi)有與在光電系統(tǒng)中使用的元素的毒性和/或稀缺性相關(guān)的問(wèn)題的令人滿意的解決方案。

確切地說(shuō)，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供對(duì)于在目前光電技術(shù)中使用的那些的替代性無(wú)機(jī)化合物，這使得可能避免上述問(wèn)題。

為此，本發(fā)明提出了使用一種新穎的無(wú)機(jī)材料家族，對(duì)于這些無(wú)機(jī)材料諸位發(fā)明人現(xiàn)在已經(jīng)出人意料地展示了它們被證明具有良好的效力，并且它們具有不需要使用或以非常低的含量使用稀有或有毒的金屬(如上述In、Te或Cd)的優(yōu)點(diǎn)，并且還提供了使用陰離子的可能性，例如減少含量的Se或Te，或者甚至不使用這種類(lèi)型的陰離子的可能性。

本發(fā)明的主題之一是一種新穎的材料，該新穎的材料包含至少一種具有式(I)的化合物：

Bi_1-xM_xAg_1-y-εM’_yOS_1-zM”_z (I)

其中：

M是選自組(A)的一種元素或多種元素的混合物，該組由Pb、Sn、Hg、Ca、Sr、Ba、Sb、In、Tl、Mg、稀土金屬組成，

M’是選自組(B)的一種元素或多種元素的混合物，該組由Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Al、Cd、Pt、Pd組成，

M”是鹵素，

x、y和z是小于1、特別地小于0.6、尤其小于0.5、例如小于0.2的數(shù)字，

0≤ε<0.2。

在它們存在時(shí)，元素M、M’和M”通常是分別占據(jù)元素Bi、元素Ag和元素S的位置的取代元素。

術(shù)語(yǔ)“包含至少一種具有式(I)的化合物的材料”是指固體，一般呈分散的形式(粉末或分散體)或呈在載體上的涂層或連續(xù)或不連續(xù)層的形式，并且其包含對(duì)應(yīng)于式(I)的化合物或甚至由該化合物組成。

術(shù)語(yǔ)“稀土金屬”是指來(lái)自由釔和鈧和周期表中具有在57與71(含)之間的原子序數(shù)的元素組成的組中的元素。

根據(jù)第一實(shí)施例，數(shù)字x、y和z是零(x＝y(tǒng)＝z＝0)。由此，根據(jù)本發(fā)明的具有式(I)的化合物對(duì)應(yīng)于下式：BiAg_1-εOS。

根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，數(shù)字x、y或z的至少一個(gè)不是零。

根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，元素M可以優(yōu)選選自元素Sb、Pb、Ba和稀土金屬。元素M可以例如是镥。

元素M’可以優(yōu)選選自元素Cu、Zn、Mn。元素M’可以例如是元素Cu。

元素M"可以尤其是元素I。

在本發(fā)明的該第二實(shí)施例的第一變體中，根據(jù)本發(fā)明的具有式(I)的化合物對(duì)應(yīng)于下式：Bi_1-xM_xAg_1-εOS(I_a)，其中x≠0，ε是零或非零的數(shù)字并且M是選自組(A)的一種元素或多種元素的混合物，該組由Pb、Sn、Hg、Ca、Sr、Ba、Sb、In、Tl、Mg、稀土金屬組成。

根據(jù)本發(fā)明的此變體的一個(gè)實(shí)施例，M是選自稀土金屬的一種元素或多種元素的混合物。

該化合物可以然后對(duì)應(yīng)于例如式Bi_1-xLu_xAgOS，其中x≠0并且ε＝0。

在本發(fā)明的第二變體中，根據(jù)本發(fā)明的具有式(I)的化合物對(duì)應(yīng)于下式：BiAg_1-y-εM’_yOS(I_b)，其中y≠0，ε是零或非零的數(shù)字并且M’是選自組(B)的一種元素或多種元素的混合物，該組由Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Al、Cd、Pt、Pd組成。

根據(jù)本發(fā)明的此變體的一個(gè)實(shí)施例，M’是選自元素Cu和Zn的一種元素或多種元素的混合物。

該化合物可以然后對(duì)應(yīng)于例如式BiAg_1-yCu_yOS或?qū)?yīng)于式BiAg_1-yZn_yOS，其中y≠0并且ε＝0。

在本發(fā)明的第三變體中，根據(jù)本發(fā)明的具有式(I)的化合物對(duì)應(yīng)于下式：BiAgOS_zM”_1-z(I_c)，其中z≠0，ε是零或非零的數(shù)字并且M”是鹵素。

根據(jù)本發(fā)明的此變體的一個(gè)實(shí)施例，M"是元素I，并且該化合物然后對(duì)應(yīng)于式BiAgOS_zI_1-z，其中z≠0并且ε＝0。

本發(fā)明的主題還是一種用于制備根據(jù)本發(fā)明的材料的方法，該方法包括固態(tài)研磨至少包含以下項(xiàng)的混合物的步驟：鉍和銀的無(wú)機(jī)化合物，以及

任選地選自Bi和來(lái)自由Pb、Sn、Hg、Ca、Sr、Ba、Sb、In、Tl、Mg、稀土金屬組成的組(A)的元素的至少一種元素的至少一種氧化物、硫化物、氧硫化物、鹵化物或鹵氧化物，以及

任選地選自Ag和來(lái)自由Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Al、Cd、Pt、Pd組成的組(B)的元素的至少一種元素的至少一種氧化物、硫化物、氧硫化物、鹵化物或鹵氧化物。

根據(jù)本發(fā)明，研磨至少包含鉍和銀的無(wú)機(jī)化合物的呈固體形式的混合物。優(yōu)選地，存在于該混合物中的鉍和銀的無(wú)機(jī)化合物至少是化合物Bi₂O₃、Bi₂S₃和Ag₂S。

此研磨可以根據(jù)本身已知的任何手段進(jìn)行。該混合物可以尤其被置于瑪瑙研缽中。該研磨可以例如用行星式研磨機(jī)進(jìn)行。

為了促進(jìn)研磨，有可能將研磨珠粒加入到呈固體形式的混合物中，這些研磨珠粒例如由不銹鋼珠粒、特種鉻鋼珠粒、瑪瑙珠粒、碳化鎢珠?；蜓趸喼榱＝M成。

可以根據(jù)希望的產(chǎn)物調(diào)節(jié)研磨時(shí)間。該研磨時(shí)間可能尤其是在20分鐘與96小時(shí)之間、尤其在1小時(shí)與72小時(shí)之間。

在該混合物中的鉍和銀的無(wú)機(jī)化合物可以呈顆粒的形式，這些顆粒具有小于50μm、特別地小于10μm、例如小于1μm的粒徑。

此處所提及的這些顆粒的尺寸可典型地通過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM)來(lái)測(cè)量。

本發(fā)明的一個(gè)主題還是使用一種材料作為半導(dǎo)體、尤其用于光電化學(xué)或光化學(xué)應(yīng)用、特別地用于提供光電流的用途，該材料包含至少一種具有式(I)的化合物：

Bi_1-xM_xAg_1-y-εM’_yOS_1-zM”_z (I)

其中：

M是選自組(A)的一種元素或多種元素的混合物，該組由Pb、Sn、Hg、Ca、Sr、Ba、Sb、In、Tl、Mg、稀土金屬組成，

M’是選自組(B)的一種元素或多種元素的混合物，該組由Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Al、Cd、Pt、Pd組成，

M”是鹵素，

x、y和z是小于1、特別地小于0.6、尤其小于0.5、例如小于0.2的數(shù)字，并且

0≤ε<0.2。

在以上描述中指出的尤其關(guān)于元素M、M’和M”以及數(shù)字x、y和z的內(nèi)容適用于根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明用途。

存在于該半導(dǎo)體材料中的化合物是取代的無(wú)機(jī)材料、尤其是p型的。

鉍、銀和/或硫的化學(xué)取代可以具有若干種作用。

在等電子取代如用稀土金屬或用元素Sb取代元素Bi或可替代地用元素Cu取代元素Ag的情況中，這些取代可以尤其通過(guò)改變晶格參數(shù)和/或通過(guò)改變軌道的延伸及其能量位置由此導(dǎo)致間隙(價(jià)帶-導(dǎo)帶)的改變。

關(guān)于異價(jià)取代，它們改變?cè)谹g的氧化態(tài)。

將取代基引入到半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)中可以，視情況而定，導(dǎo)致電荷載體數(shù)量的降低或增加。取代的材料可以尤其具有更高的傳導(dǎo)率，這導(dǎo)致相對(duì)于其未取代的形式的改進(jìn)的傳導(dǎo)容量或者相反地更低的傳導(dǎo)率。

在本發(fā)明的背景下，諸位發(fā)明人現(xiàn)在已經(jīng)證實(shí)了對(duì)應(yīng)于上述式(I)的材料，特別地在它們是p型時(shí)，當(dāng)它們?cè)诒人鼈兊拈g隙更長(zhǎng)的波長(zhǎng)下被輻射時(shí)，能夠提供光電流(即在足夠能量的入射光子的作用下在該材料中產(chǎn)生電子空穴對(duì)，所形成的帶電物質(zhì)(電子和“空穴”，即不存在電子)自由移動(dòng)以產(chǎn)生電流)。

具體地，諸位發(fā)明人現(xiàn)在已經(jīng)證實(shí)了本發(fā)明的材料看來(lái)是能夠產(chǎn)生光電效應(yīng)的。

總體上，光電效應(yīng)是通過(guò)不同類(lèi)型的兩種半導(dǎo)體化合物的組合使用獲得的，即：

-一種具有p型半導(dǎo)體性質(zhì)的第一化合物；以及

-一種具有n型半導(dǎo)體性質(zhì)的第二化合物。

將這些化合物以本身已知的方式靠近彼此放置(即，直接接觸或至少在足夠小以確保光電效應(yīng)的距離下)以形成p-n型結(jié)。由光吸收產(chǎn)生的電子空穴對(duì)在該p-n結(jié)處解離并且通過(guò)該n型半導(dǎo)體可以將這些受激發(fā)的電子傳遞給陽(yáng)極，這些空穴本身通過(guò)該p型半導(dǎo)體被傳遞給陰極。

在本發(fā)明的背景下，該光電效應(yīng)典型地通過(guò)以下方式獲得：在兩個(gè)電極之間將也尤其是p型的一種具有上述式(I)的基于半導(dǎo)體的材料與一種n型半導(dǎo)體接觸放置，直接接觸或任選地通過(guò)一個(gè)附加的涂層(例如電荷收集涂層)與這些電極中的至少一個(gè)連接；并且使用合適的電磁輻射，典型地使用來(lái)自太陽(yáng)光譜的光照射由此制成的光電裝置。為了做到這一點(diǎn)，優(yōu)選的是這些電極之一允許所使用的電磁輻射的通過(guò)。

根據(jù)另一個(gè)具體方面，本發(fā)明的一個(gè)主題是光電裝置，這些光電裝置包括在空穴傳導(dǎo)材料與電子傳導(dǎo)材料之間的一個(gè)基于具有式(I)的p型化合物的層和一個(gè)基于n型半導(dǎo)體的層，其中：

-該基于具有式(I)的化合物的層與該基于n型半導(dǎo)體的層相接觸；

-該基于具有式(I)的化合物的層接近該空穴傳導(dǎo)材料；并且

-該基于n型半導(dǎo)體的層接近該電子傳導(dǎo)材料。

對(duì)于本說(shuō)明書(shū)的目的來(lái)說(shuō)，術(shù)語(yǔ)“空穴傳導(dǎo)材料”意思是能夠在該p型半導(dǎo)體與該電路之間循環(huán)電流的材料。

在根據(jù)本發(fā)明的這些光電裝置中使用的n型半導(dǎo)體可以選自具有比具有式(I)的化合物更明顯的電子受體性質(zhì)的任何半導(dǎo)體、或促進(jìn)電子去除的化合物。優(yōu)選地，該n型半導(dǎo)體可以是氧化物(例如ZnO或TiO₂)或硫化物(例如ZnS)。

在根據(jù)本發(fā)明的這些光電裝置中使用的空穴傳導(dǎo)材料可以是，例如，合適的金屬例如金、鎢或鉬；或沉積在載體上或與電解質(zhì)接觸的金屬，如Pt/FTO(沉積在氟摻雜的二氧化錫上的鉑)；或例如沉積在玻璃上的導(dǎo)電氧化物如ITO(錫摻雜的氧化銦)；或p型導(dǎo)電聚合物。

根據(jù)具體的實(shí)施例，該空穴傳導(dǎo)材料可包括上述類(lèi)型的空穴傳導(dǎo)材料和氧化還原介體，例如包含I₂/I^-對(duì)的電解質(zhì)，在這種情況下該空穴傳導(dǎo)材料典型地是Pt/FTO。

該電子傳導(dǎo)材料可以是，例如，F(xiàn)TO或AZO(鋁摻雜的氧化鋅)，或n型半導(dǎo)體。

在根據(jù)本發(fā)明的光電裝置中，在p-n結(jié)處產(chǎn)生的這些空穴通過(guò)該空穴傳導(dǎo)材料被提取并且這些電子通過(guò)上述類(lèi)型的電子傳導(dǎo)材料被提取。

在根據(jù)本發(fā)明的光電裝置中，優(yōu)選的是該空穴傳導(dǎo)材料和/或該電子傳導(dǎo)材料是至少部分透明的、允許所使用的電磁輻射通過(guò)的材料。在這種情況下，該至少部分透明的材料有利地被放置在該入射電磁輻射源與該p型半導(dǎo)體之間。

為此，該空穴傳導(dǎo)材料可以是例如選自金屬或?qū)щ姴ＡУ牟牧稀?/p>

可替代地或組合地，該電子傳導(dǎo)材料可以是至少部分透明的，并且然后選自例如FTO(氟摻雜的二氧化錫)、或AZO(鋁摻雜的氧化鋅)、或n型半導(dǎo)體。

根據(jù)另一個(gè)有利的實(shí)施例，與該基于具有式(I)的p型化合物的層接觸的基于n型半導(dǎo)體的層也可以是至少部分透明的。

在此，術(shù)語(yǔ)“部分透明的材料”意思是允許該入射電磁輻射的至少一部分通過(guò)的材料，用于提供光電流，并且該材料可以是：

-不完全吸收該入射電磁場(chǎng)的材料；和/或

-處于穿孔形式(典型地包括空穴、縫隙或空隙)的材料，該形式能夠允許該電磁輻射的一部分通過(guò)而這種輻射不遇到該材料。

根據(jù)本發(fā)明使用的具有式(I)的化合物有利地以各向同性或各向異性的物體的形式使用，這些物體具有至少一個(gè)小于50μm、優(yōu)選小于20μm、典型地小于10μm、優(yōu)先地小于5μm、通常小于1μm、更有利地小于500nm、例如小于200nm、或甚至100nm的尺寸。

典型地，該小于50μm的尺寸可以是：

-在各向同性物體情況下的平均直徑；

-在各向異性物體情況下的厚度或橫向直徑。

根據(jù)一個(gè)第一變體，基于具有式(I)的化合物的物體是顆粒，典型地具有小于10μm的尺寸。

這些顆粒優(yōu)選地根據(jù)本發(fā)明的制備方法之一獲得。

在此術(shù)語(yǔ)“顆?！币馑际歉飨蛲曰蚋飨虍愋晕矬w，其可以是單獨(dú)的顆?；驁F(tuán)聚體。

此處所提及的這些顆粒的尺寸可典型地通過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM)來(lái)測(cè)量。

有利地，該具有式(I)的化合物是處于小片類(lèi)型的各向異性顆粒、或幾十個(gè)至幾百個(gè)這種類(lèi)型的顆粒的團(tuán)聚體的形式，這些小片類(lèi)型的顆粒典型地具有保持小于5μm(優(yōu)先地小于1μm、更有利地小于500nm)的尺寸，具有典型地保持小于500nm、例如小于100nm的厚度。

根據(jù)該第一變體描述的類(lèi)型的顆?？傻湫偷匾猿练e在n型導(dǎo)電或半導(dǎo)體載體上的形式使用。

根據(jù)本發(fā)明的覆蓋有具有式(I)的p型顆粒的ITO或金屬板因此可以例如充當(dāng)光敏電極，該光敏電極用于可以尤其用作光電探測(cè)器的光電化學(xué)類(lèi)型的裝置。

典型地，使用上述類(lèi)型的光敏電極的光電化學(xué)類(lèi)型的裝置包括通常是鹽溶液的電解質(zhì)，例如KCl溶液，典型地具有約1M的濃度，在該鹽溶液中浸入：

-上述類(lèi)型的光敏電極(覆蓋有根據(jù)本發(fā)明的具有式(I)的化合物的顆粒的ITO或金屬板)；

-參比電極；以及

-對(duì)電極；

這三個(gè)電極典型地通過(guò)恒電位儀連接在一起。

根據(jù)一個(gè)可能的實(shí)施例，該電化學(xué)裝置可以包括：

-作為光敏電極：覆蓋有具有式(I)的化合物的顆粒的載體(例如ITO板)；

-作為參比電極：例如，Ag/AgCl電極；以及

-作為對(duì)電極：例如，鉑絲；

這三個(gè)電極典型地通過(guò)恒電位儀連接在一起。

當(dāng)將這種類(lèi)型的電化學(xué)裝置放置在光源下時(shí)，在輻射的作用下，電子空穴對(duì)形成并且被解離。

當(dāng)該電解質(zhì)是水性溶液(通常是這種情況)時(shí)，在該電解質(zhì)中的水在該光敏電極附近被產(chǎn)生的電子還原，從而產(chǎn)生氫和OH^-離子。由此產(chǎn)生的OH^-離子將通過(guò)該電解質(zhì)朝向該對(duì)電極遷移；并且具有式(I)的化合物的空穴將通過(guò)ITO類(lèi)型的導(dǎo)體被提取并且將進(jìn)入外部電路中。最終，這些OH^-離子的氧化使用靠近該對(duì)電極的空穴進(jìn)行，產(chǎn)生氧氣。通過(guò)具有式(I)的化合物的光吸收誘發(fā)的這些電荷(空穴和電子)的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生光電流。

該裝置尤其可以用作光電探測(cè)器，僅當(dāng)該裝置被照射時(shí)產(chǎn)生光電流。

如以上描述的光敏電極尤其可以通過(guò)以下方式來(lái)制備：通過(guò)濕法路線或任何涂覆方法(例如通過(guò)滴落流延、旋涂、浸涂、噴墨印刷或絲網(wǎng)印刷)，使用一種懸浮液(包括分散在溶劑中的上述類(lèi)型的具有式(I)的化合物的顆粒)并且將這種懸浮液沉積在載體(例如覆蓋有ITO的玻璃板或金屬板)上。關(guān)于這個(gè)主題的另外的細(xì)節(jié)，可以參考文章：R.M.Pasquarelli,D.S.Ginley,R.O’Hayre，在化學(xué)學(xué)會(huì)評(píng)論(Chem.Soc.Rev)中，第40卷，第5406-5441頁(yè)，2011年中。優(yōu)選地，在該懸浮液中存在的基于具有式(I)的化合物的顆粒具有如通過(guò)激光粒度測(cè)定法(例如使用馬爾文(Malvern)型激光粒度儀)測(cè)量的小于5μm的平均直徑。

根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，可以將具有式(I)的化合物的顆粒預(yù)先分散在一種溶劑，例如松油醇或乙醇中。

可以將包含具有式(I)的化合物的顆粒的懸浮液沉積在載體，例如覆蓋有導(dǎo)電氧化物的板上。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)第二變體，其被證明是非常適合于生產(chǎn)光電裝置，具有式(I)的化合物是處于基于具有式(I)的化合物的連續(xù)層的形式，該連續(xù)層的厚度是小于50μm、優(yōu)選小于20μm、更有利地小于10μm、例如小于5μm并且典型地大于500nm。

在此，術(shù)語(yǔ)“連續(xù)層”意思是在載體上產(chǎn)生的并且覆蓋所述載體的均相沉積物，不能通過(guò)在該載體上簡(jiǎn)單沉積顆粒的分散體來(lái)獲得。

典型地將根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)具體變體的基于具有式(I)的p型化合物的連續(xù)層靠近n型半導(dǎo)體層放置，在空穴傳導(dǎo)材料與電子傳導(dǎo)材料之間，以形成旨在提供光電效應(yīng)的光電裝置。

在根據(jù)本發(fā)明的用途中的n型半導(dǎo)體可以是一種導(dǎo)電氧化物(例如ZnO或TiO₂)或一種硫化物(例如ZnS)。

此外，術(shù)語(yǔ)“基于具有式(I)的化合物”的層意思是包含優(yōu)選地比例為按質(zhì)量計(jì)至少50％、或者甚至比例為按質(zhì)量計(jì)至少75％的具有式(I)的化合物的層。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，根據(jù)第二變體的該連續(xù)層主要由具有式(I)的化合物構(gòu)成，并且它典型地包含按質(zhì)量計(jì)至少95％、或者甚至按質(zhì)量計(jì)至少98％并且更優(yōu)先地按質(zhì)量計(jì)至少99％的具有式(I)的化合物。

根據(jù)這個(gè)實(shí)施例使用的基于具有式(I)的化合物的連續(xù)層可以采用若干形式。

該連續(xù)層可以尤其包含一種聚合物基質(zhì)，以及分散在這種基質(zhì)中的、基于具有式(I)的化合物的、尤其是在本發(fā)明的第一實(shí)施例中使用的類(lèi)型的化合物的顆粒，這些顆粒典型地具有小于10μm或者甚至小于5μm的尺寸。

典型地，該聚合物基質(zhì)包括一種p型導(dǎo)電聚合物，該p型導(dǎo)電聚合物尤其可以選自聚噻吩的衍生物，更具體地選自聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸酯)(PEDOT:PSS)衍生物。

在該聚合物基質(zhì)中存在的基于具有式(I)的化合物的顆粒優(yōu)選地具有小于5μm的尺寸，該尺寸尤其可以通過(guò)SEM確定。

現(xiàn)在將參照以下給出的示意性實(shí)例和附圖更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明，其中：

·圖1是在以下描述的實(shí)例4中使用的光電化學(xué)電池的橫截面的示意圖；

·圖2是光電探測(cè)器裝置的橫截面的示意圖；

·圖3是光電裝置的橫截面的示意圖；

·圖4是根據(jù)本發(fā)明的光電裝置的橫截面的示意圖(未例示)。

圖1示出了光電化學(xué)電池10，該電池包括：

-光敏電極11，該光敏電極由基于覆蓋有2cm×1cm的ITO導(dǎo)電層的玻璃的載體12組成，在該載體的整個(gè)表面上已經(jīng)沉積了約1μm厚的層13，該層是基于根據(jù)本發(fā)明的具有式(I)的化合物的顆粒14，將這些顆粒14預(yù)先分散在松油醇中并且然后通過(guò)涂覆(刮刀涂覆)沉積到導(dǎo)電玻璃板11上；

-(Ag/AgCl)參比電極15；以及

-對(duì)電極(鉑絲)16。

將三個(gè)電極11、15和16浸入1M KCl的電解質(zhì)17中。通過(guò)恒電位儀18連接這三個(gè)電極。

圖2示出了光電探測(cè)器裝置20，該裝置包含根據(jù)本發(fā)明的具有式(I)的化合物的顆粒21。這個(gè)裝置包括約500nm厚的FTO層22，在該FTO層上電沉積基于ZnO的約1μm厚的層23。將基于根據(jù)本發(fā)明的具有式(I)的化合物的顆粒21的約1μm厚的層24通過(guò)沉積來(lái)自在乙醇中按質(zhì)量計(jì)25％-30％的根據(jù)本發(fā)明的具有式(I)的化合物的顆粒的懸浮液的液滴而沉積在層23的表面上。將約1μm厚的金層25通過(guò)蒸鍍沉積在層24上。

圖3示出了光電裝置30，該裝置包含根據(jù)本發(fā)明的具有式(I)的化合物的顆粒31。這個(gè)裝置包括約500nm厚的FTO層32，在該FTO層上電沉積基于ZnO的約1μm厚的層33。將基于根據(jù)本發(fā)明的具有式(I)的化合物的顆粒31的約1μm厚的層34通過(guò)沉積來(lái)自在乙醇中按質(zhì)量計(jì)25％-30％的根據(jù)本發(fā)明的具有式(I)的顆粒的懸浮液的液滴而沉積在層33的表面上。將包含用作氧化還原介體的I₂/I-對(duì)的電解質(zhì)35通過(guò)沉積液滴而沉積在層34的表面上，并且在該電解質(zhì)上通過(guò)蒸鍍沉積約1μm厚的金層36。

圖4示出了光電裝置40，該光電裝置包括通過(guò)涂覆沉積到基于ZnO的層42上的基于根據(jù)本發(fā)明的具有式(I)的化合物的顆粒的層41，基于ZnO的層42是通過(guò)溶膠凝膠沉積制備的，層41與金層43接觸并且基于ZnO的層42與FTO層44接觸。

使根據(jù)本發(fā)明的具有式(I)的化合物與n型半導(dǎo)體ZnO接觸的放置形成了p-n結(jié)。當(dāng)該裝置被放置在光源下時(shí)，所產(chǎn)生的電子移動(dòng)到該ZnO中并且所產(chǎn)生的空穴保留在根據(jù)本發(fā)明的具有式(I)的化合物中。使該ZnO與FTO(電子導(dǎo)體)接觸以從其中提取電子并且使根據(jù)本發(fā)明的具有式(I)的化合物與金(空穴導(dǎo)體)接觸以從其中提取空穴。

然而，以下實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明并不限制范圍。

實(shí)例

實(shí)例1

用于制備BiAgOS顆粒的方法

通過(guò)在室溫下反應(yīng)研磨、根據(jù)以下方案制備BiAgOS粉末：

將0.685g的Bi₂S₃、1.243g的Bi₂O₃和0.991g的Ag₂S在瑪瑙研磨珠粒的存在下置于瑪瑙研缽中。

然后將該研缽覆蓋并且置于具有約500rpm轉(zhuǎn)速的Fritsch 6號(hào)行星式研磨機(jī)中。持續(xù)研磨120分鐘直到獲得純相。

所獲得的化合物C₁的特征在于x射線衍射具有以下四方晶格參數(shù)：

實(shí)例2

化合物C₁在光電化學(xué)裝置中的用途

使用圖1中描述的裝置，通過(guò)在相對(duì)Ag/AgCl的-0.8V的電勢(shì)下極化工作電極。在白熾燈(其色溫是2700K)下以交替的黑暗周期和光照周期輻射該體系。當(dāng)將該體系放置在光中時(shí)，電流強(qiáng)度增加。這是在100μA.cm^-2測(cè)量的光電流，這證實(shí)了化合物C₁產(chǎn)生光電流的能力。這種光電流是陰極的(即負(fù)的)，這與這種化合物C₁是p型半導(dǎo)體的事實(shí)一致。