The invention discloses a GaN based device for artificial photosynthesis. From bottom to top, there are glass substrate, molybdenum layer, CIGS layer, CdS layer, intrinsic ZnO layer, TCO layer, bonding interface layer, GaN layer, InGaN layer and NiO nanoparticle layer. The preparation process includes the following steps: depositing molybdenum layer on the glass substrate, the total evaporation growth of CIGS layer, followed by deposition of CdS layer, ZnO layer and TCO layer; InGaN layer grown on GaN substrate; the GaN substrate is bonded to the TCO layer through bonding technology, and then in the InGaN layer grown on the surface of NiO the nano particle layer for GaN based devices artificial photosynthesis. The gallium nitride based device has the advantages of high absorption coefficient, adjustable current and high stability, and can be used as an anode material for artificial photosynthesis. It has great significance for reducing carbon dioxide emissions and the development and utilization of new energy.
【技术实现步骤摘要】
用于人工光合作用的氮化镓基器件及其制备方法
本专利技术涉及一种氮化镓基器件,尤其涉及一种用于人工光合作用的氮化镓基器件及其制备方法。
技术介绍
随着煤炭、石油等化石燃料的日益枯竭,人类正面临着巨大的能源危机,而消耗这些化石燃料的同时,也导致全球气候变暖,环境污染及臭氧层空洞等环境问题。光合作用是植物、藻类和某些细菌,在可见光的照射下,将二氧化碳(或硫化氢)和水转化为有机物,并释放出氧气(或氢气)的生化过程。早在20世纪90年代就有研究者提出了人工光合作用的概念。之后,人工模拟光合作用经历了由简单到复杂,从经典的共价键体系进入超分子化学,化学分子自组装的方式,从脂溶性溶剂到水溶性溶剂这样一个逐步发展的过程,利用人工光合作用技术不仅能光解水,还可将CO2还原为CO、HCOOH,CH3OH,CH3COOH等。发展至今,人工光合作用系统主要有两个方向:第一个是模拟自然光合作用系统设计制备的有机超分子;第二个是利用无机半导体材料的光催化特性设计制备的人工光催化体系。无机半导体材料光催化性能的研究可追溯到1972年,Fujishima和Honda等发现了本田藤岛效应:单晶电极与Pt电极相连放入水中,在太阳光的照射下,水能被分解成氧气和氢气。第三代半导体材料GaN在半导体照明和功率器件中获得了最广泛应用,同时也是为数不多可同时满足CO2还原和H2O氧化条件的光催化材料,GaN的电子亲和势比应用于光催化的氧化物材料要小很多,因此在光制氢和CO2减排方面显示了巨大应用。基于GaN材料的太阳光电化学电池成为人工光合作用的有效途径之一,以GaN材料作为光阳极驱动H2O的氧化,I ...
【技术保护点】
一种用于人工光合作用的氮化镓基器件,其特征在于,该器件自下而上依次有玻璃衬底、钼层、Cu(In,Ga)Se2层、CdS缓冲层、本征ZnO层、TCO层、键合界面层、n型GaN层、InGaN层、NiO纳米颗粒层;所述的InGaN层为In0.2Ga0.8N;所述的键合界面层的键合电阻小于1×10
【技术特征摘要】
1.一种用于人工光合作用的氮化镓基器件,其特征在于,该器件自下而上依次有玻璃衬底、钼层、Cu(In,Ga)Se2层、CdS缓冲层、本征ZnO层、TCO层、键合界面层、n型GaN层、InGaN层、NiO纳米颗粒层;所述的InGaN层为In0.2Ga0.8N;所述的键合界面层的键合电阻小于1×10-4Ωcm2,且透光率大于95%。2.制备权利要求1所述的氮化镓基器件的方法,其特征在于,包括如下步骤:在玻璃衬底上沉积钼层,再...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈贵锋,马苗苗,张辉,解新建,陆书龙,
申请(专利权)人:河北工业大学,
类型:发明
国别省市:天津,12
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