一种复合材料及其复合基底制造技术

一种复合材料及其复合基底，复合材料包括依次沉积的光反射层、光吸收层、保护层。光反射层可以帮助上层的金属层进一步吸收红外光，光吸收层可以通过表面等离子体效应实现对光的宽谱吸收与转化，保护层具有高光透过率，利于红外的穿透。该复合材料显著增强了对红外区域的光吸收。的光吸收。的光吸收。

【技术实现步骤摘要】
一种复合材料及其复合基底


[0001]本专利技术涉及光电材料领域，具体涉及一种复合材料及其复合基底。

技术介绍

[0002]光电催化作为一种高效绿色的方法，在光化学合成高附加值化合物、光电催化制氢和光电催化降解水中有害污染物等应用中有着广阔的前景。相比于均相催化或者分散在水等溶剂中粉末多相催化，光电催化一般生长在导电基底上，利于在反应过后回收。常见的导电基底主要有金属以及导电氧化物两种。其中二氧化锡(SnO2)是一种对可见光透明的宽带隙氧化物半导体，禁带宽度在3.7～4.0之间，具有正四面体金红石结构。在进行氟掺杂或者与氧化铟混合后，所合成薄膜具有紫外吸收系数大、电阻率低、化学性能稳定以及室温下抗酸碱能力强等优点，在光电催化以及太阳能电池领域中被广泛使用。然而由于其极其宽的带隙，使得此类以二氧化锡或氧化铟为主要成分的导电基底，只能对紫外区域进行响应，无法协助光电材料扩宽光吸收。

技术实现思路

[0003]根据第一方面，在一实施例中，提供一种复合材料，包括依次沉积的光反射层、光吸收层、保护层。
[0004]根据第二方面，在一实施例中，提供一种复合基底，包含第一方面所述复合材料。
[0005]依据上述实施例的复合材料及其复合基底，红外光具有较强的透射率，光反射层可以通过反射红外光，降低红外透射率，帮助上层的金属层进一步吸收红外光，光吸收层可以通过表面等离子体效应实现对光的宽谱吸收与转化，保护层具有高光透过率，利于红外的穿透。该复合材料显著增强了对红外区域的光吸收。
附图说明
>[0006]图1为现有的导电基底结构示意图。
[0007]图2为对比例1中氟掺杂二氧化锡在玻璃基底上的光吸收曲线图。
[0008]图3为对比例2中氧化铟锡在玻璃基底上的光吸收曲线图。
[0009]图4为实施例1的金/纳米金属镍/氧化铟锡光热基底的制备流程图。
[0010]图5为实施例1的纳米金属镍(左上图)以及氧化铟锡(右上图)的表面电镜图，以及金/纳米金属镍/氧化铟锡光热基底的截面图像(左下图)和对应的元素分布谱图(右下图)。
[0011]图6为实施例1的金/纳米金属镍/氧化铟锡光热基底的光吸收谱图。
[0012]图7为实施例1的金/纳米金属镍/氧化铟锡光热基底以及普通的氧化铟锡导电基底的表面温度随时间的变化曲线图。
具体实施方式
[0013]下面通过具体实施方式结合附图对本专利技术作进一步详细说明。其中不同实施方式
中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
[0014]另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
[0015]本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。
[0016]如本文所用，“红外光”亦称红外线，红外线(Infrared，IR)是频率介于微波与可见光之间的电磁波，是电磁波谱中频率为0.3THz～400THz，对应真空中波长为1mm～750nm辐射的总称。它是频率比红光低的不可见光。
[0017]如本文所用，“紫外光”是电磁波谱中波长从0.40～0.01微米辐射的总称。
[0018]现有的商业化导电基底主要以宽带隙导电氧化物为主，其主要成分结构为单一的高掺杂氧化锡薄膜，常见有氧化铟锡以及氟掺杂氧化锡。为了具有一定的机械硬度，其通常沉积在透明玻璃上，其一般性结构示意图如图1所示。其他现有基于单一掺杂二氧化锡成分的导电基底结构与此类似，均采用掺杂二氧化锡与玻璃的复合结构，只是对二氧化锡的掺杂元素有所区别，以及玻璃的成分可以为钠玻璃、钾玻璃等，均存在对红外区域的光吸收较弱的问题。
[0019]根据第一方面，在一实施例中，提供一种复合材料，包括依次沉积的光反射层、光吸收层、保护层。红外光具有较强的透射率，光反射层可以减少红外光的透射，帮助上层的金属层进一步吸收红外光，光吸收层可以通过表面等离子体效应实现对光的宽谱吸收与转化，保护层具有高光透过率，方便红外的穿透。
[0020]在一实施例中，所述保护层包括但不限于氧化铟锡、氟掺杂二氧化锡中的至少一种。
[0021]在一实施例中，氧化铟锡、氟掺杂二氧化锡均可以从市场上购买得到。氧化铟锡(ITO)的CAS登录号为50926
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9，分子式为In2O5Sn。所述氧化铟锡中，氧化铟(In2O3)的原子百分比为90％，二氧化锡(SnO2)的原子百分比为10％。
[0022]在一实施例中，所述氟掺杂二氧化锡中，氟的原子百分含量为0.1～0.5％，包括但不限于0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％。
[0023]在一实施例中，所述光吸收层包含镍。
[0024]在一实施例中，所述光反射层包括红外反射层，用于反射红外光。
[0025]在一实施例中，所述光反射层包含金。
[0026]在一实施例中，所述光反射层的厚度为50～100nm，包括但不限于50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm。
[0027]在一实施例中，所述光吸收层的厚度为800～1000nm，包括但不限于800nm、900nm、
1000nm。
[0028]在一实施例中，所述保护层的厚度为80～100nm，包括但不限于80nm、90nm、100nm。
[0029]在一实施例中，所述光吸收层含有的金属颗粒粒径可以为10～100nm，包括但不限于10nm、20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm。
[0030]在一实施例中，所述沉积包括但不限于物理沉积、化学沉积中的至少一种。
[0031]在一实施例中，所述物理沉积包括物理气象沉积。
[0032]根据第二方面，在一实施例中，提供一种复合基底，包含第一方面所述复合材料。
[0033]在一实施例中，还包括基底，所述反射层位于所述基底的至少部分表面。
[0034]在一实施例中，所述基底包括但不限于玻璃。
[0035]在一实施例中，所述基底的厚度为0.5～5mm，包括但不限于0.5mm、1mm、2mm、3mm、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合材料，其特征在于，包括依次沉积的光反射层、光吸收层、保护层。2.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述保护层包含氧化铟锡、氟掺杂二氧化锡中的至少一种。3.如权利要求2所述的复合材料，其特征在于，所述氟掺杂二氧化锡中，氟的原子百分比为0.1～0.5％。4.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述光吸收层包含镍；所述光反射层包括红外反射层，用于反射红外光；所述光反射层包含金。5.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述光反射层的厚度为50～100nm；所述光吸收层的厚度为800～1000nm；所述保护层的厚度为80～100nm。所述光吸收层含有的金属颗粒粒径为10～100nm。6.一种复合基底，其特征在于，包含权利要求1～5任意一项所述复合材料。7.如权利要求6所述的复合基底，其特征在于，还包括基底，所述反射层位于所述基底的至少部分表面；所述基底包括玻璃；所述基底的厚度为0.5～5mm。8.如权利要求6～7任意一项所述复合基底的制备方法，包括：在基底上依次沉积光反射层、光吸收层、保护层，制得所述复合基底。9.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨世和，唐松涛，邱伟涛，
申请(专利权)人：北京大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：