專利名稱：一種用于TiO的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能提高TiO2光電池光電轉(zhuǎn)換效率并降低成本的光電陰極及其制備方法。
背景技術(shù)：
TiO2光電池具有使用壽命長，無污染，原材料豐富且價(jià)格低廉，制作工藝簡單，有利于大規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)越性。TiO2光電池由光電陽極(TiO2電極)、光電陰極、及電解質(zhì)組成。電極電導(dǎo)率和催化活性是影響光電池陰極工作效率的主要因素。目前，實(shí)驗(yàn)研究中常用的光電陰極是純Pt電極和純C電極。純Pt電極制作成本很高，而未處理的純C電極的電阻太大使電池?fù)p失了一部分能量轉(zhuǎn)化效率。因此，制備出一種成本低廉并能達(dá)到Pt電極工作效率的光電陰極是很有必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題是提供一種用于TiO2光電池的光電陰極，該光電陰極用于TiO2光電池可以提高TiO2光電池的光電轉(zhuǎn)換效率，又具有低的成本，便于大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)。
本發(fā)明提供的技術(shù)方案是一種光電陰極，包括基片及附著在基片上的陰極層，陰極層為由碳和鉑通過濺射法制成的膜，膜中碳的含量為30～100wt％。
上述膜中碳的含量為50～80wt％。
本發(fā)明還提供了上述光電陰極的制備方法，用濺射法將碳和鉑沉積在基片上形成膜，膜中碳的含量為30～100wt％。
本發(fā)明可將沉積在基片上的膜在20～800℃進(jìn)行射頻等離子體處理0.5～10小時(shí)；處理功率20～600W。
本發(fā)明也可將沉積在基片上的膜在100～800℃、條件下進(jìn)行熱處理0.5～5小時(shí)。
本發(fā)明通過濺射法制備具有大比表面積的C/Pt光電陰極，將其作為TiO2光電池電極，可以提高TiO2光電池的光電轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)可以大大節(jié)約光電池電極的成本。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是電極工作效率高，成本低，有利于大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)，具有很大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
具體的實(shí)施方式實(shí)施例1用濺射法將碳和鉑沉積在玻璃基片上形成復(fù)合膜，其中C的含量為70wt％，濺射功率為240W，濺射氣壓為5×10-2Torr，濺射時(shí)間2小時(shí)；將復(fù)合膜在200℃下進(jìn)行熱處理1小時(shí)，制得光電陰極。由此光電陰極組裝的光電池光電轉(zhuǎn)換效率和使用純Pt電極相比提高5％以上，電極成本節(jié)約60％左右。
實(shí)施例2用濺射法將碳和鉑沉積在基片上形成復(fù)合膜，其中C的含量為30wt％，濺射功率為50W，濺射氣壓為9×10-2Torr，濺射時(shí)間30小時(shí)，制得光電陰極。由此光電陰極組裝的光電池光電轉(zhuǎn)換效率和使用純Pt電極相比提高2％以上，電極成本節(jié)約20％左右。
實(shí)施例3用濺射法將碳和鉑沉積在石英基片上形成復(fù)合膜，其中C的含量為80wt％，濺射功率為500W，濺射氣壓為2×10-2Torr，濺射時(shí)間1小時(shí)；將復(fù)合膜在600℃下進(jìn)行熱處理0.5小時(shí)，制得光電陰極。由此光電陰極組裝的光電池光電轉(zhuǎn)換效率和使用純Pt電極相比提高5％以上，電極成本節(jié)約60％左右。
實(shí)施例4用濺射法將碳沉積在基片上形成膜，濺射功率為240W，濺射氣壓為1×10-2Torr，濺射時(shí)間3小時(shí)；將膜在室溫下進(jìn)行射頻等離子體處理10小時(shí)；處理功率20W，制得光電陰極。由此光電陰極組裝的光電池光電轉(zhuǎn)換效率和使用純Pt電極相比提高1％以上，電極成本節(jié)約90％左右。
實(shí)施例5用濺射法將碳和鉑沉積在導(dǎo)電玻璃基片上形成復(fù)合膜，其中C的含量為50wt％，濺射功率為300W，濺射氣壓為3×10-2Torr，濺射時(shí)間4小時(shí)；將膜在600℃下進(jìn)行射頻等離子體處理1小時(shí)；處理功率500W，制得光電陰極。由此光電陰極組裝的光電池光電轉(zhuǎn)換效率和使用純Pt電極相比提高5％以上，電極成本節(jié)約40％左右。
權(quán)利要求
1.一種光電陰極，包括基片及附著在基片上的陰極層，其特征是陰極層為由碳和鉑通過濺射法制成的膜，膜中碳的含量為30～100wt％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電陰極，其特征是膜中碳的含量為50～80wt％。
3.權(quán)利要求1所述光電陰極的制備方法，其特征是用濺射法將碳和鉑沉積在基片上形成膜，膜中碳的含量為30～100wt％。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征是將沉積在基片上的膜在20～800℃進(jìn)行射頻等離子體處理0.5～10小時(shí)；處理功率20～600W。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的制備方法，其特征是將沉積在基片上的膜在100～800℃、條件下進(jìn)行熱處理0.5～5小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光電陰極，包括基片及附著在基片上的陰極層，陰極層由碳和鉑通過濺射法制成的膜，膜中碳的含量為30～100wt％。其制備方法為將沉積在基片上的膜在20～800℃進(jìn)行射頻等離子體處理0.5～10小時(shí)；處理功率20～600W。本發(fā)明得到的光電陰極作為TiO
文檔編號H01L21/283GK1779991SQ20051001956
公開日2006年5月31日 申請日期2005年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月10日
發(fā)明者韓俊波, 周正國, 王取泉 申請人:武漢大學(xué)