專利名稱：一種控制氧化鋅納米棒/納米管陣列取向和形貌特征的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在水溶液中合成ZnO納米棒/納米管陣列的方法，該陣列薄膜可應(yīng) 用于紫外激光發(fā)光、納米傳感器，納米晶太陽能電池(包括染料敏化太陽能電池、無 機極薄吸收層太陽能電池和量子點太陽能電池)等方面。
背景技術(shù)：
氧化鋅是一種寬帶隙(3.37eV)的半導(dǎo)體材料，具有良好的光電、壓電、催化等 性能。近年來，國內(nèi)外已開展了大量關(guān)于納米棒、納米棒和納米管等一維氧化鋅結(jié)構(gòu) 的研究。這些一維ZnO陣列結(jié)構(gòu)在傳感器，光電器件，太陽能電池等領(lǐng)域具有廣泛的 應(yīng)用前景。
目前已有的制備一維氧化鋅陣列的方法包括化學(xué)氣相沉積法和液相生長法?；瘜W(xué) 氣相法如美國專利US 6, 036, 774 (使氧化鋅納米棒陣列垂直于表面的基底及其制備方 法)給出的一種氣相法生長金屬氧化物納米棒的方法，以及中國專利CN 1333117C ( — 種在硅基底上生長定向準(zhǔn)直氧化鋅納米棒陣列的方法)給出的一種25(TC的低溫下化學(xué) 氣相法制備氧化鋅納米棒的方法。在液相法制備ZnO納米棒/納米管方面，美國專利 US 7, 265， 037 B2 (納米棒陣列、納米棒太陽能電池及其制備方法)采用添加六亞甲基 四胺和聚乙烯亞胺的硝酸鋅的水溶液制備ZnO納米棒陣列；中國專利CN 1301217C( — 種低溫濕化學(xué)制備氧化鋅納米棒的方法)給出了一種采用十二烷基苯磺酸鈉為模板劑 制備ZnO納米棒的方法，納米棒直徑為80-100nm，長度為2nm;最近，哈爾濱工程大 學(xué)的陳玉金等人申請的專利"氧化鋅納米管及其超聲制備方法"(200610150940.4)給出 了一種采用超聲波輔助制備ZnO納米管的方法。但是上述所有的方法大多采用與ZnO 晶格不匹配的基底， 一維ZnO納米結(jié)構(gòu)的直立性較差。為保證直立性，有些研究采用 在基底上沉積一層取向的且與ZnO晶格匹配的緩沖層，但是這些緩沖層的存在對未來 ZnO納米結(jié)構(gòu)的應(yīng)用往往會帶來不利影響。為滿足未來的高性能應(yīng)用的需要，有必要 發(fā)明一種新的能夠直接從基底上生長高度直立性ZnO納米結(jié)構(gòu)陣列的新方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種控制氧化鋅納米棒/納米管陣列取向和形貌特征的方 法，使得到的ZnO納米棒/納米管陣列具有如下性質(zhì)
1. ZnO納米棒/納米管陣列和基底之間沒有納米顆粒堆積，而是直接生長在基底
上，以便電子或光子可以從沉積基底直接進入單晶結(jié)構(gòu)，傳輸過程中沒有電子
陷落和光子散射，速率較高；2. ZnO納米棒/納米管應(yīng)具有很好的直立性，以利于后期制備太陽能電池等器件 時吸收層的均勻性；
3. ZnO納米棒/納米管的直徑可控。對納米晶電池的應(yīng)用，希望其直徑在50-100 納米之間，以滿足建立內(nèi)建電場時所需的厚度要求；對紫外發(fā)光器件的應(yīng)用， 希望其直徑低于50納米，以滿足量子尺寸效應(yīng)所需的直徑尺寸；
4. ZnO納米棒/納米管的間距可控。對于不同的應(yīng)用，對間距的要求不同。對納 米晶太陽能電池，間距最好在50-150nm之間，以滿足后續(xù)沉積敏化層、p型 層或電解質(zhì)填充、離子擴散以及液體或氣體擴散等所需的空間要求；對于紫外 發(fā)光器件的應(yīng)用則希望其間距在互不相連的情況下盡量小，以滿足高發(fā)光強度 的密度要求；
5. ZnO納米棒/納米管的長度可控。對于納米晶電池和傳感器件的應(yīng)用，希望其 長度在1.5-10微米之間，滿足吸光和大的內(nèi)部表面積的要求。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)措施來實現(xiàn)的
本發(fā)明公開了一種控制氧化鋅納米棒/納米管陣列取向和形貌特征的方法，包括如 下步驟采用溶膠-凝膠旋涂法和快速退火工藝相結(jié)合，在所述的多種基底表面沉積 (001)高度取向的實心或中空ZnO種子層薄膜，將ZnO種子層薄膜在硝酸鋅水溶液 中外延生長得到高度取向的ZnO納米棒/納米管陣列薄膜；
所述的在多種基底上沉積高度取向的實心或中空ZnO種子層薄膜的方法，采用以 下步驟
a. 配制種子層前驅(qū)體溶液將等摩爾乙酸鋅和穩(wěn)定劑依次溶解到乙醇中，乙酸鋅 的濃度為0.075 0.3M，充分攪拌后，密封均化制成種子層前驅(qū)體溶液
b. 沉積基底的清洗將基底進行徹底清洗；
c. 沉積ZnO種子層將種子層前驅(qū)體溶液以3000-7500轉(zhuǎn)/min的速度旋涂到基底 表面；
d. 將涂膠后的基底在180-300。C下蒸發(fā)掉溶劑或熱解5min以上；轉(zhuǎn)移到快速退火 爐中，在250- 80(TC的溫度下進行熱處理，得到實心或中空ZnO種子層薄膜；
所述的在溶液中外延生長制備出高度取向的ZnO納米棒/納米管陣列薄膜的方法， 采用以下步驟
a. 配制外延生長溶液所用的試劑為等摩爾量的的Zn(N03V6H20和六亞甲基四 胺(QH^N4)，其濃度為O.Ol-O.lmol'U1，添加聚乙烯亞胺((CH2CH2NHV PEI)作為ZnO 納米棒/納米管的外延生長調(diào)節(jié)劑，其濃度為0-20mmol七"；
b. 將外延生長溶液在85-95'C下的密閉容器中預(yù)熱0.5-5小時；
c. 將實心或中空ZnO種子層薄膜采用面向下方式放入外延溶液中生長，生長時間 為1-48小時；d.將生長完的薄膜取出，并保持面向下快速放入去離子水中靜止浸泡30min后， 轉(zhuǎn)入無水乙醇中浸泡30min以上，取出后真空快速干燥，保存。
本發(fā)明的方法，更具體的制備步驟如下
(1) 配制種子層前驅(qū)體溶液將等摩爾量的的乙酸鋅和乙醇胺(0.3-0.075M)依 次溶解到乙醇中，滴加與鋅離子等摩爾量的水，充分攪拌后，密封均化24小時以上；
(2) 沉積基底的清洗將硅酸鹽玻璃、ITO或FTO導(dǎo)電玻璃、鍍Pt硅片、單晶 硅片和藍寶石等基底材料，依次用丙酮、酒精、去離子水的超聲清洗并烘干；
(3) 沉積ZnO種子層將沉積基底轉(zhuǎn)移到勻膠機上，滴加步驟(1)配制的前驅(qū) 體溶液，待均勻分散后以3000-7500轉(zhuǎn)/min的速度旋轉(zhuǎn)30s;
(4) 將旋涂后的基底轉(zhuǎn)移到干燥設(shè)備中，在28(TC下蒸發(fā)溶劑或熱解5min以上；
(5) 轉(zhuǎn)移到快速退火爐中處理，先在30(TC下熱解5min以上，然后再將溫度升 高到50(TC快速熱處理5min以上，得到實心ZnO種子層；
(6) 將溫度繼續(xù)升高到65(TC以上，熱處理5min以上，獲得中空ZnO種子層；
(7) 生長ZnO納米棒配制外延溶液，其中含有O.Ol-O.lmol丄"的Zn(N03V6H20 和等摩爾的六亞甲基四胺，0-20mmol丄"的聚乙烯亞胺(PEI);將外延溶液在85-95°C 預(yù)熱2-5小時，將步驟(5)中獲得的實心ZnO種子層頂向下放入，在85-95'C下生長 1-48小時；
(8) 生長ZnO納米管將步驟(7)中的外延溶液精確調(diào)節(jié)，通過加入HN03控 制溶液pH值在5.6-7.5之間；在85-95。C預(yù)熱3小時以上，將步驟(6)中得到的中空 ZnO種子層頂向下放入；在85-95。C下生長1-48小時；
(9) 清洗ZnO納米棒/納米管薄膜將步驟(7)或(8)生長的納米棒/納米管薄 膜從生長液中取出并保持頂向下快速放入去離子水中，靜止浸泡30min以上，將其轉(zhuǎn) 入無水乙醇中，并保持相同方式放置，靜止浸泡30min以上；取出后真空快速蒸發(fā)保 存。
本發(fā)明的有益效果是提出的制備方法可適用于多種沉積基底，ZnO納米棒/納米管 的直立性與基底的晶體結(jié)構(gòu)和取向無關(guān)，采用的種子層和液體生長技術(shù)均為低成本技 術(shù)，通過控制前軀體溶液濃度、旋涂速度和退火制度可實現(xiàn)種子層的單顆粒分布和納 米棒在基底上的單晶生長；通過控制生長液濃度、組成、pH值和生長時間可以實現(xiàn) ZnO納米棒/納米管的外延生長及其直徑和長度等形貌的控制。


圖1給出了采用溶膠-凝膠旋涂法和快速退火技術(shù)相結(jié)合獲得的(001)高度取向 的ZnO種子層表面的原子力顯微鏡(AFM)圖片和斷面的場發(fā)射掃描電子顯微鏡 (FESEM)圖片。圖2給出了采用溶膠-凝膠旋涂法和快速退火技術(shù)在硅酸鹽玻璃、ITO或FTO導(dǎo)電 玻璃、鍍Pt硅片、單晶硅片和藍寶石等各種基底上獲得的(001)高度取向的ZnO種 子層的X射線衍射(XRD)圖譜?？v坐標(biāo)為X射線衍射強度，橫坐標(biāo)為衍射角。
圖3給出了將非取向的ZnO種子層(Pl)和(001)取向的ZnO種子層(P2)在 含有0.1 M Zn(N03)2'6H20和等摩爾HMT以及20mM PEI的生長液中95。C下生長得到 的ZnO納米棒陣列的斷面掃描電子顯微鏡(SEM)圖片。
圖4給出了采用不同的溶膠-凝膠旋涂工藝和快速退火工藝在Si基底上制備的 (001)高度取向(PI)的和非取向(P2)的ZnO種子層的X射線衍射(XRD)圖譜。 縱坐標(biāo)為X射線衍射強度，橫坐標(biāo)為衍射角。
圖5給出了將圖1中的種子層在高于65(TC的溫度下處理15分鐘后獲得的中空氧 化鋅種子層表面(a)和斷面(b)的場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)圖片。
圖6給出了 95t:下采用中空ZnO種子層薄膜和在含有等摩爾(0.05 M)的 Zn(N03)2《H20和HMT以及10mM PEI的生長液生長8小時得到的ZnO納米管陣列的 掃描電子顯微鏡(SEM)圖片。
圖7給出了采用實心ZnO種子層和在含有等摩爾(0.02M Zn(N03)r6H20)和HMT 以及在未添加PEI的生長液中得到的ZnO納米棒陣列的掃描電子顯微鏡(SEM)圖片。
圖8給出了85。C下采用(001)高度取向的種子層和在含有O.l MZn(N03V6H20 和等摩爾HMT以及20mM PEI的生長液生長得到的ZnO納米棒陣列的掃描電子顯微 鏡(SEM)圖片。
圖9給出了 95'C下采用(001 )高度取向的實心ZnO種子層和等摩爾(0.01mol丄—1) 的硝酸鋅和六亞甲基四胺以及添加50mmol七"的聚乙烯亞胺的生長液生長12小時得到 的ZnO納米棒陣列的掃描電子顯微鏡(SEM)圖片；
圖10給出了 95。C下采用高度(001)取向的種子層和在含有等摩爾(0.05 M)的 Zn(N03)2'6H20和HMT以及5 mmol丄—1的聚乙烯亞胺的生長液生長8小時得到的ZnO 納米棒陣列薄膜的場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)圖片。
具體實施例方式
下面的實例旨在舉例說明本發(fā)明，而不是要以任何方式限制本發(fā)明。 實施例l
(1) 配制種子層前驅(qū)體溶液將等摩爾量的的乙酸鋅和乙醇胺(0.3M)溶解到乙 醇中；充分攪拌l小時后，密封均化24小時；
(2) 清洗沉積基底將硅酸鹽玻璃基底用丙酮、酒精、去離子水逐一超聲清洗并
烘干；
(3) 旋涂前軀體溶液將沉積基底放在勻膠機上，滴加配制的種子層前驅(qū)體溶液，以7500轉(zhuǎn)/min的速度旋涂30s;
(4) 溶劑蒸發(fā)將旋涂后的基底轉(zhuǎn)移到28(TC的熱板上處理5min;
(5) 轉(zhuǎn)移到快速退火爐中，先在300'C熱解10min，再在500'C快速退火處理5min， 得到ZnO種子層。其表面和斷面形貌如圖l所示，種子顆粒以單顆粒分布在基底上， 且為實心顆粒，顆粒尺寸在30nm左右。圖2為在各種基底上獲得的種子層的XRD圖 譜?？梢钥闯?，ZnO種子層薄膜在各種基底上都是(001)高度取向的，且取向與基底 的晶體結(jié)構(gòu)和結(jié)晶取向無關(guān)；
(6) 將上述的實心ZnO種子層轉(zhuǎn)移到95i:預(yù)熱3小時的預(yù)先配制的外延生長溶 液中生長12小時，種子層按頂向下的方式放置。外延生長溶液中含有等摩爾
(0.1moU/1)的Zn(N03)2.6H20和六亞甲基四胺，20mmoH/1的聚乙烯亞胺；
(7) 將生長后的納米棒/納米管薄膜從生長液中取出并快速放入去離子水中，保 持頂向下靜止浸泡30min，轉(zhuǎn)入無水乙醇中保持上述放置方式靜止浸泡30min，然后在 真空下快速蒸發(fā)。圖3a為生長出的ZnO—維結(jié)構(gòu)的斷面SEM照片?？梢钥闯?，實心 ZnO種子外延生長得到ZnO納米棒，納米棒的直立性較好，直徑為50-60nm，間距為 60-80nm，長度為6pm，并且在基底和納米棒之間沒有顆粒堆積。將Si基底換成ITO 導(dǎo)電玻璃或Pt/Si后，獲得的納米棒具有相似的形貌。
實施例2:
(1) 配制種子層前驅(qū)體溶液將等摩爾量的乙酸鋅和乙醇胺(0.075M)溶解到乙 醇中；充分攪拌l小時后，密封均化24小時；
(2) 清洗沉積基底將單晶硅片用丙酮、酒精、去離子水逐一超聲清洗并烘干；
(3) 旋涂前軀體溶液將沉積基底放在勻膠機上，滴加配制的種子層前驅(qū)體溶液，
以3000轉(zhuǎn)/min的速度旋涂30s;
(4) 溶劑蒸發(fā)將旋涂后的基底轉(zhuǎn)移到280'C的熱板上處理10min;
(5) 轉(zhuǎn)入快速退火爐中，先在300。C處理10min,再在50(TC快速退火處理5min。 圖4中P2為獲得的ZnO種子層薄膜的XRD圖譜。該種子層在(001)、 (100)和(101) 方向隨機取向；
(6) 將上述獲得的隨機取向的ZnO種子層在95。C預(yù)熱3小時外延生長溶液中生 長4小時。外延生長溶液中含有等摩爾(O.lmoLL-1)的Zn(N03)2'6H20和六亞甲基四 胺以及SOmmol'L-1的聚乙烯亞胺；
(7) 生長后的納米棒薄膜的清洗和干燥工藝如實施例1。圖3b為該ZnO納米棒 陣列的斷面SEM照片?？梢钥闯?，納米棒的直徑為50-60nm，長度為1.5pm，但直立 性與實施例1相比明顯變差。說明種子層的取向直接決定了棒的直立性。
實施例3:
(1)配制種子層前驅(qū)體溶液將等摩爾量的的乙酸鋅和乙醇胺(0.15M)溶解到乙醇中；充分攪拌l小時后，密封均化24小時；
(2) 清洗沉積基底將單晶硅片基底用丙酮、酒精、去離子水逐一超聲清洗并烘
干；
(3) 旋涂前軀體溶液將沉積基底放在勻膠機上，滴加配制的種子層前驅(qū)體溶液，
以4500轉(zhuǎn)/min的速度旋涂30s;
(4) 將旋涂后的基底轉(zhuǎn)移到280。C的熱板上處理5min;
(5) 轉(zhuǎn)入快速退火爐，先在300。C熱解10min，再分別在500。C和650。C熱處理 5min。圖5為獲得的種子層的表面(a)和斷面(b)的FESEM圖片。可以看出，經(jīng) 過高溫生長，種子尺寸在垂直于基底平面方向增加，在面內(nèi)方向減小，導(dǎo)致顆粒間距 變大。重要的是，高溫下ZnO納米顆粒的高能中心部位快速蒸發(fā)，形成了中空納米晶 粒結(jié)構(gòu)；
(6) 將上述獲得的中空ZnO種子層在95。C預(yù)熱3小時的外延生長溶液中生長8 小時。外延生長溶液中含有等摩爾(0.05moU/1)的Zn(N03)2'6H20和六亞甲基四胺以 及10mmol丄"聚乙烯亞胺，通過加入HN03將溶液的pH調(diào)節(jié)到6.7;
(7) 生長后薄膜的清洗和干燥工藝如實施例1。圖6給出了生長的ZnO納米結(jié)構(gòu) 薄膜的表面SEM圖片?？梢钥闯觯∧ぶ杏忻黠@的納米管狀結(jié)構(gòu)，納米管的形狀與中 空種子顆粒的形狀基本一致，壁厚大約為10nm。
實施例4:
(1 )配制種子層前驅(qū)體溶液如實施例2
(2) 單晶硅基底的清洗工藝如實施例1;
(3) 前軀體溶液的旋涂工益如實施例2;
(4) 溶劑蒸發(fā)和烘干工藝如實施例1;
(5) 種子層的退火工藝如實施例1;
(6) 將上述獲得的實心ZnO種子層在95。C預(yù)熱30min的生長液中生長4小時。 外延生長溶液含有等摩爾(0.02mol丄—1)的硝酸鋅和六亞甲基四胺，溶液中未加PEI;
(7) 生長后的納米棒陣列的清洗和干燥工藝如實施例1。圖7給出了獲得的ZnO 納米棒陣列薄膜的斷面SEM圖片。可以看出，盡管ZnO納米棒具有高垂直性，但直 徑明顯增加到100-200nm，棒間距低于50nm，長度為1.5微米。更為明顯的是，納米 棒和沉積基底之間有明顯的納米晶堆積，說明生長過程中存在明顯的重新成核過程， 為非外延生長。
實施例5:
(1) 配制的種子層前驅(qū)體溶液如實施例2;
(2) 將單晶硅基底的清洗工藝如實施例l;
(3) 勻膠涂膜工藝如實施例1;(4) 溶劑蒸發(fā)和烘干工藝如實施例1;
(5) 種子層的退火工藝如實施例1;
(6) 將上述的實心ZnO種子層轉(zhuǎn)移到85'C預(yù)熱5小時的外延生長溶液中生長12 小時，種子層按頂向下的方式放置。外延生長溶液中含有等摩爾(0.1mol丄—1)的 Zn(N03)2.6H20和六亞甲基四胺，20mmol'i;1的聚乙烯亞胺；
(7) 生長后的納米棒陣列的清洗和干燥工藝如實施例1。圖8給出了獲得的ZnO 納米棒陣列的斷面SEM圖片。可以看出，生長溫度降低導(dǎo)致ZnO納米棒在c軸方向 和徑向的生長速度明顯變慢，納米棒的直徑大約為20-40nm，長度約為3p，單晶納米 棒和基底之間沒有納米顆粒堆積，為種子晶粒的直接外延生長。
實施例6:
(1) 配制種子層前軀體溶液如實施例2;
(2) 單晶硅基底的清洗工藝如實施例1;
(3) 勻膠涂膜工藝如實施例1;
(4) 溶劑蒸發(fā)和烘干工藝如實施例1;
(5) 種子層的退火工藝如實施例1;
(6) 納米棒陣列的生長工藝如實施例1。其中生長液為0.01mol丄"的硝酸鋅和六 亞甲基四胺，5mmol七"的聚乙烯亞胺，95。C預(yù)熱3小時，生長12小時；
(7) 納米棒陣列的清洗和干燥工藝如實施例1。圖9給出了得到的ZnO納米棒陣 列薄膜?？梢钥闯觯^低的鋅鹽濃度導(dǎo)致ZnO納米棒的生長速度在c軸方向和徑向都 明顯降低，納米棒的直徑約為10-20nm，長度不均勻。
實施例7:
(1) 配制種子層前軀體溶液如實施例2;
(2) 單晶硅基底的清洗工藝如實施例1;
(3) 勻膠涂膜工藝如實施例1;
(4) 溶劑蒸發(fā)和烘干工藝如實施例1;
(5) 種子層的退火工藝如實施例1;
(6) 將上述的實心ZnO種子層轉(zhuǎn)移到95。C預(yù)熱2小時的外延生長溶液中生長8 小時得到的薄膜，種子層按頂向下的方式放置。外延生長溶液中含有等摩爾(0.05 mol丄")的硝酸鋅和六亞甲基四胺，5mmol丄"聚乙烯亞胺；
(7) 納米棒陣列的清洗和干燥工藝如實施例1。圖10給出了得到的ZnO納米棒 陣列薄膜的斷面FESEM圖片?？梢钥闯?，較低的PEI濃度導(dǎo)致ZnO納米棒的生長速 度在c軸方向和徑向都明顯增加，納米棒具有非常好的直立性，納米棒的直徑約為 100-150nm，長度達到8pm，棒間距較小。
權(quán)利要求
1.一種控制氧化鋅納米棒/納米管陣列取向和形貌特征的方法，其特征在于包括如下步驟采用溶膠-凝膠旋涂法和快速退火工藝相結(jié)合，在所述的多種基底表面沉積高度取向的實心或中空ZnO種子層薄膜，將ZnO種子層薄膜在硝酸鋅水溶液中外延生長得到高度取向的ZnO納米棒/納米管陣列薄膜；所述的在多種基底上沉積高度取向的實心或中空ZnO種子層薄膜的方法，采用以下步驟a.配制種子層前驅(qū)體溶液將等摩爾乙酸鋅和穩(wěn)定劑依次溶解到乙醇中，乙酸鋅的濃度為0.075～0.3M，充分攪拌后，密封均化制成種子層前驅(qū)體溶液b.沉積基底的清洗將基底進行徹底清洗；c.沉積ZnO種子層將種子層前驅(qū)體溶液以3000-7500轉(zhuǎn)/min的速度旋涂到基底表面；d.將涂膠后的基底在280℃下蒸發(fā)掉溶劑或熱解5min以上；轉(zhuǎn)移到快速退火爐中，在300-800℃的溫度下進行熱處理，得到實心或中空ZnO種子層薄膜；所述的在溶液中外延生長制備出高度取向的ZnO納米棒/納米管陣列薄膜的方法，采用以下步驟a.配制外延生長溶液所用的試劑為等摩爾量的的Zn(NO3)2·6H2O和六亞甲基四胺，其濃度為0.01-0.1mol·L-1，添加聚乙烯亞胺作為ZnO納米棒/納米管的外延生長調(diào)節(jié)劑，其濃度為0-20mmol·L-1；b.將外延生長溶液在85-95℃下的密閉容器中預(yù)熱0.5-5小時；c.將實心或中空ZnO種子層薄膜采用面向下方式放入外延溶液中生長，生長時間為1-48小時；d.將生長完的薄膜取出，并保持面向下快速放入去離子水中靜止浸泡30min后，轉(zhuǎn)入無水乙醇中浸泡30min以上，取出后真空快速干燥，保存。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于所述的熱處理為在30(TC的空氣條件下處 理5min以上，在500。C空氣條件下處理5min以上，得到實心ZnO種子層薄膜；再將 實心ZnO種子層薄膜在650'C以上的溫度下處理5min以上，得到中空ZnO種子層薄 膜。
3. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于所述的穩(wěn)定劑為單乙醇胺。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的基底為普通玻璃、ITO或FTO導(dǎo) 電玻璃、鍍Pt硅片、單晶硅片或藍寶石。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在水溶液中合成ZnO納米棒/納米管陣列的方法，該陣列薄膜可應(yīng)用于紫外激光發(fā)光、納米傳感器，納米晶太陽能電池(包括染料敏化太陽能電池、無機極薄吸收層太陽能電池和量子點太陽能電池)等方面。該方法包括如下步驟采用溶膠-凝膠旋涂法和快速退火工藝相結(jié)合，在所述的多種基底表面沉積(001)高度取向的實心或中空ZnO種子層薄膜，將ZnO種子層薄膜在硝酸鋅水溶液中外延生長得到高度取向的ZnO納米棒/納米管陣列薄膜。本發(fā)明可實現(xiàn)種子層的單顆粒分布和納米棒在基底上的單晶生長；通過控制生長液濃度、組成、pH值和生長時間可以實現(xiàn)ZnO納米棒/納米管的外延生長及其直徑和長度等形貌的控制。
文檔編號H01L51/42GK101319370SQ20081001689
公開日2008年12月10日 申請日期2008年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月24日
發(fā)明者崔守剛, 武衛(wèi)兵, 胡廣達 申請人:濟南大學(xué)