一种基于n-Si/Pt/Mo:BiVO4Z型异质结的水氧化光阳极及其制备方法技术

一种基于n‑Si/Pt/Mo:BiVO<subgt;4</subgt;Z型异质结的水氧化光阳极及其制备方法，水氧化光阳极为层状，包括n‑Si衬底，在n‑Si衬底上依次负载了Pt层和Mo:BiVO<subgt;4</subgt;层；方法为，洗净的n‑Si在碱液中保温刻蚀，取出后用去离子水洗净，并用HF溶液去除表面的氧化层，在n‑Si表面得到正金字塔型结构，以形貌构筑后的n‑Si为衬底，在表面上磁控溅射Pt层，配置Mo:BiVO<subgt;4</subgt;前驱体溶液，将Mo:BiVO<subgt;4</subgt;前驱体溶液旋涂在Pt层表面，把pt层表面全部覆盖后烘干，高温退火后，在NaOH溶液中洗去多余的氧钒，得到n‑Si/Pt/Mo:BiVO<subgt;4</subgt;Z型异质结水氧化光阳极；本发明专利技术可防止后续的高温退火在硅表面形成厚氧化层而影响光电水氧化器件性能，提高了光电转换效率，具有制备方法简单、性能优越、过程可控性强的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光电化学器件制备，具体涉及一种基于n-si/pt/mo:bivo4z型异质结的水氧化光阳极及其制备方法。

技术介绍

1、化石燃料的使用已造成了严重的环境问题，利用光电化学(pec)制氢是解决这一问题的重要方法。在水分解过程中，每2个电子就能在阴极生成一个氢气分子，而阳极每4个电子才生成1个氧气分子，因而制约水分解速率的主要因素为阳极反应速率。所以提升阳极反应速率对提高水分解制氢效率有重要意义。随着近年来对光阳极研究的不断推进，bivo4作为一种成本低、安全、稳定的化合物半导体光阳极材料受到了广泛关注，而同时载流子迁移率低、复合率高、表面反应速率缓慢的缺点也逐渐暴露出来。

2、z型异质结的构建对形成理想的电荷转移路径具有重要意义，构建时需考虑两种材料费米能级、导带底和价带顶的相对位置，以促进电子和空穴的分离。硅的价带顶位于0.63vvs.rhe，bivo4的导带底位于0vvs.rhe，对于形成z型异质结非常有益。硅因地球含量大、成本低、带隙窄、缺陷少等特点，作为“第一代半导体”被应用；与bivo4形成异质结时，相比于p-si，n-s本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于n-Si/Pt/Mo:BiVO4Z型异质结的水氧化光阳极，其特征在于，所述水氧化光阳极为层状，包括n-Si衬底，在n-Si衬底上依次负载了Pt层和Mo:BiVO4层。

2.根据权利要求1所述的一种基于n-Si/Pt/Mo:BiVO4Z型异质结的水氧化光阳极，其特征在于，所述n-Si衬底表面呈高度为5-20μm的正金字塔型突起，正金字塔的底边边长为2-6μm，紧密排列。

3.根据权利要求1所述的一种基于n-Si/Pt/Mo:BiVO4Z型异质结的水氧化光阳极，其特征在于，所述n-Si衬底上负载的Pt层厚度为5-12nm。

4.根据权利要求1所...

【技术特征摘要】

1.一种基于n-si/pt/mo:bivo4z型异质结的水氧化光阳极，其特征在于，所述水氧化光阳极为层状，包括n-si衬底，在n-si衬底上依次负载了pt层和mo:bivo4层。

2.根据权利要求1所述的一种基于n-si/pt/mo:bivo4z型异质结的水氧化光阳极，其特征在于，所述n-si衬底表面呈高度为5-20μm的正金字塔型突起，正金字塔的底边边长为2-6μm，紧密排列。

3.根据权利要求1所述的一种基于n-si/pt/mo:bivo4z型异质结的水氧化光阳极，其特征在于，所述n-si衬底上负载的pt层厚度为5-12nm。

4.根据权利要求1所述的一种基于n-si/pt/mo:bivo4z型异质结的水氧化光阳极，其特征在于，所述mo:bivo4层为将bivo4中3％-6％的v原子替代为mo原子，前驱体溶液的掺杂浓度为3-6％(cmo/cv)。

5.一种基于n-si/pt/mo:bivo4z型异质结水氧化光阳极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种基于n-si/pt/mo:bivo4z型异质结水氧化光阳极的制备方法，其特征在于，所述步骤1中刻蚀用的碱液为0.5-1mol/lnaoh和0.1-0.5mol/lna2sio3的混合溶液，刻蚀温度为75-80℃，刻蚀时间为20-30min；hf溶液浓度为3...

【专利技术属性】
技术研发人员：补钰煜，付涵朵，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：