一种基于多孔宽禁带半导体材料的高温大功率超级电容器及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种基于多孔宽禁带半导体材料的高温大功率超级电容器及其制备方法，它包括正极、负极、隔膜和电解液，正极、负极为多孔宽禁带半导体单晶，正极、负极叠加在一起，正极、负极之间设置有隔膜隔，电容器内部填充电解液，为对称型超级电容器。本发明专利技术的大功率超级电容器同时具有优异的高温稳定性和出色的功率密度，更优的比电容量和高温容量保持率，能够在150℃高温下稳定服役，远高于目前大多数超级电容器使用温度，同时兼具高的能量

【技术实现步骤摘要】
一种基于多孔宽禁带半导体材料的高温大功率超级电容器及其制备方法

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[0001]本专利技术涉及一种基于多孔宽禁带半导体材料的高温大功率超级电容器及其制备方法，属于半导体器件


技术介绍
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[0002]为了减少化学石油的消耗和环境污染，人们对可持续发展型能源的需求日益增长，主要包括风能，太阳能和水能等，但是由于自然型能源的不稳定性，严重的限制了其广泛而持久的应用，所以人们迫切的需要探索一种高效，稳定的储能系统，超级电容器和锂离子电池是目前最有潜力的两类储能体系，相比较于锂离子电池，超级电容器由于其快速的充放电速率，高的功率密度，超长的循环寿命和良好的倍率性等优点，引起了人们的广泛关注。超级电容器是处于传统双电层电容器与锂离子电池之间的一种新型的储能设备，主要的储能机理是依靠电极材料和电解液离子的快的吸/脱附或者是电极表面发生快速的氧化还原反应实现能量的存储。人们对高温超级电容器的需求越来越迫切，为了进一步扩大应用，使其更好的满足在一些极端环境中(例如温度&gt;100℃)储能设备的需求，超级电容器的安全性和电化学性能需进一步提高。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多孔宽禁带半导体材料的高温大功率超级电容器，所述超级电容器包括正极、负极、隔膜和电解液，正极、负极为多孔宽禁带半导体单晶，正极、负极叠加在一起，正极、负极之间设置有隔膜隔，电容器内部填充电解液，为对称型超级电容器，超级电容器能够在150℃高温下稳定服役。2.权利要求1所述的高温大功率超级电容器的制备方法，包括步骤如下：(1)将宽禁带半导体单晶材料切割后进行超声清洗；(2)清洗后的半导体单晶材料浸泡在氢氟酸和乙醇的混合溶液中，除去表面氧化层；(3)以步骤(2)处理后的半导体单晶材料为工作电极，金属Pt为对电极，加入刻蚀剂进行电化学腐蚀处理，电化学腐蚀时间为1
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30分钟，得到多孔宽禁带半导体单晶材料；(4)将制得的多孔宽禁带半导体单晶材料清洗、干燥，分别作为正极、负极电极材料，正极、负极叠加在一起，中间由隔膜隔开，填充电解液，组装成对称型超级电容器。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的宽禁带半导体单晶材料为物理气相沉积法(PVT)法得到的N型4H
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SiC晶体、在蓝宝石(Al2O3)衬底上利用金属有机物化学气相沉积法(MOCVD)得到的N型GaN薄膜或N型Si单晶晶片。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的超声清洗为将宽禁带半导体单晶片分别置于丙酮、乙醇、去离子水中进行超声，超声时间为30分钟，超声功率为300
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500W。5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的混合溶液为质量浓度40％的氢氟酸溶液与质量浓度9...

【专利技术属性】
技术研发人员：王守志，吕松阳，谢雪健，张雷，王国栋，徐现刚，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：