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一种基于消除反射和双层P/N异质结的三维仿生复合材料及应用
发布时间: 2022-03-29
基本信息
合作方式：
技术转让
成果类型：
发明专利
行业领域：
其他
成果介绍
摘要:一种基于消除反射和双层PN异质结的三维仿生复合材料，其制备方法包括:(1)用一定浓度的碱液，对硅片进行各向异性刻蚀，在其表面形成紧密排列的四方锥形貌:(2)对步骤(1)刻蚀后的硅片进行亲水处理，在其表面生长而二氧化钛晶种，并置于马弗炉内煅烧;(3)将步骤(2)中所得到的表面具有二氧化钛晶种的硅片置于反应釜中，采用水热合成的方法在硅片的侧壁上生长二氧化钛纳米棒;(4)在步骤(3)中得到的二氧化钛纳米棒上沉积聚苯胺纳米粒子。
本发明涉及一种基于消除反射和双层PN异质结的三维仿生复合材料即硅-二氧化钛-聚苯胺复合材料，同时此类复合物可以用于光电转化和光催化材料，属于光电材料技术领域。
背景技术
光在我们的生活中随处可见，其中最大的自然光源便是太阳。太阳光中的能量是巨大的，寻找高效的光电转化材料，已经成为人们研究的热点。其光电转化效率主要受到入射光吸收量、材料的带隙、光生电子与空穴的分离效率等因素的影响。由于单一光电材料通常受带隙宽度及光生电荷分离效率的影响，限制了单一光电材料的应用范围。因此，人们通过多种光电材料复合物解决上述的问题。其中，二氧化钛和聚苯胺的复合已成为该领域研究的热点。
二氧化钛纳米材料由于具有催化活性高、稳定性好、高羟基自由基产率、光照不腐蚀等优点，在防腐涂料、污水净化、抗菌杀菌等方面表现出尤为突出的应用前景。聚苯胺具有良好的环境稳定性，在可见光区有很强烈的吸收，是强的供电子体和优良的空穴传输材料。当两者有效的进行复合，接触界面处将会形成异质结，不仅能提高光生电荷的分离效率，而且可将复合材料的光谱响应范围，从而提高太阳光的利用率。专利CN102432876A和CN102866181A公开了一种制备聚苯胺/二氧化钛纳米复合物的方法;专利CN104084241A公开了一种3D花型结构的二氧化钛/聚苯胺光催化剂及制备方法;专利CN102389836A公开了一种聚苯胺/二氧化钛/粘土纳米复合光催化剂及其制备方法;以上一定程度解决了二氧化钛禁带宽度大、光谱响应范围小，光生电子-空穴对易复合等问题。然而，聚苯胺/二氧化钛复合物仍然存在着有序性较差、易团聚、光生电荷易复合、回收利用率较低等问题,同时也没有考虑复合材料表面对入射光的吸收率，限制了聚苯胺/二氧化钛复合物的推广应用。
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