)中熱蒸發(fā)腔室中的本底真空為10 3Pa，蒸發(fā)溫度為450°C，砸化時間為35min，制得ZnO: B-Zn0-Zn0: Se 光陽極。
[0029]制備的Zn0:B-Zn0-Zn0:Se光陽極的線性掃描伏安法曲線與實施例1類同。
[0030]實施例3:
[0031]—種含砸的ZnO光陽極，與實施例1相同，其制備方法與實施例1基本相同，不同之處在于:步驟2)中沉積溫度為155°C，二乙基鋅流量為180SCCm，水蒸汽流量為llOsccm，首先，B2H6流量為7SCCm，沉積時間為50min，然后，B 2H6流量為Osccm，沉積時間為25min ;步驟3)中熱蒸發(fā)腔室中的本底真空為10 3Pa，蒸發(fā)溫度為450°C，砸化時間為45min，制得ZnO: B-Zn0-Zn0: Se 光陽極。
[0032]制備的Zn0:B-Zn0-Zn0:Se光陽極的線性掃描伏安法曲線與實施例1類同。
[0033]實施例4:
[0034]—種含砸的ZnO光陽極，與實施例1相同，其制備方法與實施例1基本相同，不同之處在于:步驟2)中沉積溫度為160°C，二乙基鋅流量為190SCCm，水蒸汽流量為120sCCm，首先，B2H6流量為8SCCm，沉積時間為50min，然后，B 2H6流量為Osccm，沉積時間為25min ;步驟3)中熱蒸發(fā)腔室中的本底真空為10 3Pa，蒸發(fā)溫度為500°C，砸化時間為25min，制得ZnO: B-Zn0-Zn0: Se 光陽極。
[0035]制備的Zn0:B-Zn0-Zn0:Se光陽極的線性掃描伏安法曲線與實施例1類同。
[0036]實施例5:
[0037]—種含砸的ZnO光陽極，與實施例1相同，其制備方法與實施例1基本相同，不同之處在于:步驟2)中沉積溫度為155°C，二乙基鋅流量為180SCCm，水蒸汽流量為llOsccm，首先，B2H6流量為6SCCm，沉積時間為50min，然后，B 2H6流量為Osccm，沉積時間為25min ;步驟3)中熱蒸發(fā)腔室中的本底真空為10 3Pa，蒸發(fā)溫度為500°C，砸化時間為35min，制得ZnO: B-Zn0-Zn0: Se 光陽極。
[0038]制備的Zn0:B-Zn0-Zn0:Se光陽極的線性掃描伏安法曲線與實施例1類同。
[0039]實施例6:
[0040]—種含砸的ZnO光陽極，與實施例1相同，其制備方法與實施例1基本相同，不同之處在于:步驟2)中沉積溫度為155°C，二乙基鋅流量為180SCCm，水蒸汽流量為llOsccm，首先，B2H6流量為7SCCm，沉積時間為50min，然后，B 2H6流量為Osccm，沉積時間為25min ;步驟3)中熱蒸發(fā)腔室中的本底真空為10 3Pa，蒸發(fā)溫度為500°C，砸化時間為45min，制得ZnO: B-ZnO-ZnO: Se 光陽極。
[0041]制備的ZnO:B-ZnO-ZnO:Se光陽極的線性掃描伏安法曲線與實施例1類同。
[0042]綜上，本發(fā)明提供了改善ZnO光陽極PEC性能的新型方法，該制備方法可以制備出高光電化學(xué)性能的光陽極材料，此外，該方法操作更加簡單，制備時間更短，可以大面積沉積，利于其工業(yè)化生產(chǎn)，可以直接在沉積襯底上制備出絨面的光陽極材料。
[0043]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.一種含砸的ZnO光陽極，其特征在于:由絨面FTO襯底和在絨面FTO襯底表面依次沉積的ZnO:B薄膜、ZnO薄膜和ZnO:Se薄膜組成，F(xiàn)T0襯底的厚度為600nm，ZnO:B薄膜、ZnO薄膜和ZnO: Se薄膜厚度分別為2-3 μ m、1-2 μ m和1-2 μ m。2.一種如權(quán)利要求2所述含砸的ZnO光陽極的制備方法，其特征在于步驟如下: 1)將絨面FT0襯底置于濃度為99.7wt%的乙醇溶液中，超聲清洗15-40min，然后利用高純N2吹干，并用高溫膠帶在FT0襯底上預(yù)留不需要沉積ZnO的電子傳輸電極； 2)利用單腔室M0CVD沉積系統(tǒng)在絨面FT0襯底表面沉積ZnO薄膜，其中鋅類源液體為二乙基鋅(DEZn)、氧類源液體為水、摻雜源氣體為B2H6，摻雜氣體B2H6的原始稀釋比為1 %，稀釋氣體為H2，載氣攜帶氣體為Ar氣，方法如下: 將上述處理后的絨面FT0襯底置于M0CVD腔室中，腔室的本底真空為0.03Torr，腔室的反應(yīng)真空為ITorr，沉積溫度為150-160°C，二乙基鋅流量為160-190sCCm，水蒸汽流量為90-120sccm，首先，B2H6流量為5_8sccm，沉積時間為40_60min，然后，B 2H6流量為Osccm，沉積時間為20-30min，在FT0襯底上制得“類金字塔”狀ZnO:B_ZnO光陽極； 3)利用熱蒸發(fā)設(shè)備在“類金字塔”狀ZnO:B-ZnO光陽極表面蒸發(fā)砸原子，蒸發(fā)源為純度為99.99?丨％的砸單質(zhì)，方法如下: 將上述ZnO:B-ZnO光陽極置于熱蒸發(fā)腔室中，腔室的本底真空為10 3Pa，腔室的反應(yīng)真空為 10 2Pa-10 3Pa，蒸發(fā)溫度為 450_500°C，砸化時間為 25_45min，制得 ZnO:B-ZnO_ZnO: Se光陽極。3.一種如權(quán)利要求3所述含砸的ZnO光陽極的制備方法，其特征在于:所述步驟1中超聲清洗時間的最佳值為30min。4.一種如權(quán)利要求3所述含砸的ZnO光陽極的制備方法，其特征在于:所屬步驟2中，沉積溫度最佳值為155°C，二乙基鋅流量最佳值為180sCCm，水蒸氣流量最佳值為llOsccm ;首先，B2H6流量最佳值為7sCCm，沉機(jī)時間最佳值為50min ;然后，B 2H6流量為Osccm，沉積時間最佳值為25min。5.一種如權(quán)利要求5所述含砸的ZnO光陽極的制備方法，其特征在于:制備得到的一種含砸的ZnO光陽極，ZnO:B薄膜厚度為2.5 μπι，ZnO薄膜厚度為1.5 μ m，ZnO:Se薄膜厚度為1 ym。6.—種如權(quán)利要求1所述含砸的ZnO光陽極的應(yīng)用，其特征在于:以含砸的ZnO光陽極組裝光電化學(xué)電池用于光電化學(xué)電解水，提高ZnO光陽極的光電化學(xué)性能，方法如下:光電化學(xué)電池中，以含砸的ZnO光陽極為光陽極，以鉑絲為光陰極，參比電極為Ag/AgCl溶液，電解液是濃度為0.5M的Na2S04溶液，并利用0.01M的NaOH溶液將其PH調(diào)節(jié)為7，測試面積為 0.2826cm2，光強(qiáng)為 100mW/cm2。
【專利摘要】一種含硒的ZnO光陽極，包括FTO襯底和在FTO襯底表面依次沉積的ZnO:B薄膜、ZnO薄膜和ZnSe薄膜；以含硒的ZnO光陽極組裝光電化學(xué)電池用于光電化學(xué)電解水，提高ZnO光陽極的光電化學(xué)性能。本發(fā)明利用熱蒸發(fā)設(shè)備在絨面的ZnO:B-ZnO光陽極上蒸硒原子，降低了光陽極內(nèi)光生載流子復(fù)合速度、提供了PEC性能；利用MOCVD沉積系統(tǒng)和熱蒸發(fā)沉積系統(tǒng)來制備含硒的ZnO光陽極，制備步驟簡單，易操作，可重復(fù)性強(qiáng)和易于大面積沉積。
【IPC分類】C23C16/40, C23C14/24, C25B11/02, C25B11/04, C23C14/06
【公開號】CN105297072
【申請?zhí)枴緾N201510702423
【發(fā)明人】張曉丹, 王寧, 葛陽, 許盛之, 魏長春, 趙穎
【申請人】南開大學(xué)
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年10月26日