【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电源技术能量转化领域。
技术介绍
1、随着科学技术的飞速发展，能源问题成为制约各个国家经济发展的主要问题，以及伴随着人类环保意识的不断提升，光伏发电技术成为发展低碳经济的重要方式，通过对太阳能的利用，实现了能源的多元化，其优点在于光电薄膜的制备简单，对环境几乎没有影响。光生伏特效应机理是由于当半导体吸收高于本征能隙能量的粒子时，价带顶的电子将被激发跃迁至导带，产生电子和空穴载流子。这些被激发的载流子将很快衰减至基态，并通过发射光子或声子保持能量守恒。但是，当半导体中的静电势具有不对称结构(内建电场)时，可能将电子载流子和空穴载流子分离，向相反方向运动，从而出现电子流或空穴流，即产生了电流。
2、在现有诸多半导体材料中钒酸铋作为无铅材料吸引了大量的关注，以往钒酸铋材料多用于光电化学领域，钒酸铋的禁带宽度(2.4ev)适中，具有良好的可见光吸收性能，其良好的光电性能被认为是一种良好的光伏薄膜材料，然而其实际光电流密度远小于理论值。且针对钒酸铋的光伏性能研究仍然存在较大的空缺，而且现有的钒酸铋制备方法中，操作困难步骤繁杂，不适用于大批量生产，具有很大的局限性。例如通过固相反应法制备钒酸铋粉体，需要很高的温度来合成钒酸铋粉体；利用射频磁控溅射制备的钒酸铋薄膜材料，需要考虑的参数较多而且机器价格昂贵。
技术实现思路
1、本专利技术要解决现有钒酸铋材料光电流密度远小于理论值，且制备方法复杂，不适用于批量生产的问题，而提供一种zr-w离子对共掺杂的钒酸铋基光伏薄膜及其制
2、一种zr-w离子对共掺杂的钒酸铋基光伏薄膜，它的化学通式为bi(zrxwx)v1-2xo4，其中x＝0.02～0.08。
3、一种zr-w离子对共掺杂的钒酸铋基光伏薄膜的制备方法，它是按以下步骤进行的：
4、一、将导电衬底超声清洗并干燥，得到预处理后的导电衬底；
5、二、按化学通式为bi(zrxwx)v1-2xo4的化学计量比称取钒源、铋源、锆源及钨源；其中x＝0.02～0.08；
6、三、将称取的钒源加入到溶剂中加热搅拌均匀，冷却后加入锆源及钨源继续加热搅拌均匀，再次冷却后加入铋源室温搅拌均匀，最后加入稳定剂室温搅拌均匀，得到溶胶；
7、四、将溶胶进行陈化处理，得到胶体；
8、五、①将胶体滴加于预处理后的导电衬底表面，然后旋涂形成薄膜，旋涂后进行热解并退火处理；
9、②重复步骤五①6次～9次，得到zr-w离子对共掺杂的钒酸铋基光伏薄膜。
10、本专利技术的有益效果是：
11、1、本专利技术制备的zr-w离子共掺杂钒酸铋薄膜与未进行掺杂的钒酸铋薄膜相比较，其光电流密度由0.18ma/cm2提升至0.84ma/cm2，开路电压由0.099v提升至0.44v。
12、2、本专利技术采用简易的溶胶凝胶法制备钒酸铋光电薄膜材料，该方法简单易行，设备低廉，实验过程中对环境无污染，符合绿色发展理念，工艺周期性短，可以在短时间内制备出大量的样品相较于其他方法，大大节约了工期。
13、本专利技术用于一种zr-w离子对共掺杂的钒酸铋基光伏薄膜及其制备方法。
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1.一种Zr-W离子对共掺杂的钒酸铋基光伏薄膜，其特征在于它的化学通式为Bi(ZrxWx)V1-2xO4，其中x＝0.02～0.08。
2.如权利要求1所述的一种Zr-W离子对共掺杂的钒酸铋基光伏薄膜的制备方法，其特征在于它是按以下步骤进行的：
3.根据权利要求2所述的一种Zr-W离子对共掺杂的钒酸铋基光伏薄膜的制备方法，其特征在于步骤一中所述的导电衬底为Pt片、ITO或FTO导电玻璃；步骤一中所述的超声清洗具体是在功率为90W～100W的条件下，依次利用丙醇、去离子水及无水乙醇分别超声清洗10min～30min。
4.根据权利要求2所述的一种Zr-W离子对共掺杂的钒酸铋基光伏薄膜的制备方法，其特征在于步骤二中所述的钒源为乙酰丙酮氧钒；步骤二中所述的铋源为五水合硝酸铋、硫酸铋、乙酸铋或者柠檬酸铋；步骤二中所述的锆源为正丙醇锆、乙酸锆、乙酰丙酮锆或者正丁锆；步骤二中所述的钨源为偏钨酸铵。
5.根据权利要求2所述的一种Zr-W离子对共掺杂的钒酸铋基光伏薄膜的制备方法，其特征在于步骤三中所述的溶剂为体积比为(8～9):2的乙二醇甲醚和乙酸
6.根据权利要求2所述的一种Zr-W离子对共掺杂的钒酸铋基光伏薄膜的制备方法，其特征在于步骤三中所述的钒源、铋源、锆源及钨源的总摩尔数与溶剂的体积比为0.002mol:(10～15)mL；步骤三中所述的钒源、铋源、锆源及钨源的总摩尔数与稳定剂的体积比为0.002mol:(2～3)mL。
7.根据权利要求2所述的一种Zr-W离子对共掺杂的钒酸铋基光伏薄膜的制备方法，其特征在于步骤四中所述的陈化处理具体是在避光处静置陈化12h～24h。
8.根据权利要求2所述的一种Zr-W离子对共掺杂的钒酸铋基光伏薄膜的制备方法，其特征在于步骤五中①所述的旋涂具体是在环境湿度为20％～30％及转速为2000rpm～8000rpm的条件下，旋涂20s～40s。
9.根据权利要求2所述的一种Zr-W离子对共掺杂的钒酸铋基光伏薄膜的制备方法，其特征在于步骤五中所述的热解具体是在温度为300℃～350℃的条件下，热解3min～5min。
10.根据权利要求2所述的一种Zr-W离子对共掺杂的钒酸铋基光伏薄膜的制备方法，其特征在于步骤五中所述的退火处理具体是按以下步骤进行：在空气气氛下，先将温度由室温升温至250℃～260℃，并在温度为250℃～260℃的条件下，保温10s～20s，再将温度由250℃～260℃升温至300℃～320℃，并在温度为300℃～320℃的条件下，保温25s～30s，然后将温度由300℃～320℃升温至400℃～420℃，并在温度为400℃～420℃的条件下，保温20s～25s，再将温度由400℃～420℃升温至500℃～510℃，并在温度为500℃～510℃的条件下，保温300s～350s，最后随炉降温冷却70℃至以下。
...【技术特征摘要】
1.一种zr-w离子对共掺杂的钒酸铋基光伏薄膜，其特征在于它的化学通式为bi(zrxwx)v1-2xo4，其中x＝0.02～0.08。
2.如权利要求1所述的一种zr-w离子对共掺杂的钒酸铋基光伏薄膜的制备方法，其特征在于它是按以下步骤进行的：
3.根据权利要求2所述的一种zr-w离子对共掺杂的钒酸铋基光伏薄膜的制备方法，其特征在于步骤一中所述的导电衬底为pt片、ito或fto导电玻璃；步骤一中所述的超声清洗具体是在功率为90w～100w的条件下，依次利用丙醇、去离子水及无水乙醇分别超声清洗10min～30min。
4.根据权利要求2所述的一种zr-w离子对共掺杂的钒酸铋基光伏薄膜的制备方法，其特征在于步骤二中所述的钒源为乙酰丙酮氧钒；步骤二中所述的铋源为五水合硝酸铋、硫酸铋、乙酸铋或者柠檬酸铋；步骤二中所述的锆源为正丙醇锆、乙酸锆、乙酰丙酮锆或者正丁锆；步骤二中所述的钨源为偏钨酸铵。
5.根据权利要求2所述的一种zr-w离子对共掺杂的钒酸铋基光伏薄膜的制备方法，其特征在于步骤三中所述的溶剂为体积比为(8～9):2的乙二醇甲醚和乙酸的混合溶液；步骤三中所述的稳定剂为乙酰丙酮。
6.根据权利要求2所述的一种zr-w离子对共掺杂的钒酸铋基光伏薄膜的制备方法，其特征在于步骤三中所述的钒源、铋源、锆源及钨源的总摩尔数与溶剂的体积比为0.002mol:(10～15)ml；步骤三中所述的钒源、铋源、锆源...
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