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公开(公告)号：CN115874168A
公开(公告)日：2023-03-31
申请号：CN202211551721.2
申请日：2022-12-05
申请人： 中国科学院金属研究所
IPC分类号： C23C18/12
摘要： 本发明涉及光电催化、电催化、微电子器件以及传感器领域，具体为一种钽基体或涂层上同源生长具有高质量界面的钽基化合物薄膜的方法。以金属钽基体或涂层为前驱体，在含氟的前驱体溶液环境中，利用水热处理在其表面原位析出与钽基体具有高质量界面的同源金属化合物薄膜。通过适当气氛下的热处理得到与钽基体具有(半)共格界面的钽氧氟薄膜，再经过不同气氛下进行二次热处理，得到与钽基体具有高质量界面的其它钽化合物薄膜。本发明可有效改善钽基化合物薄膜与基体的界面，促进电荷的高效转移，为基于钽基功能薄膜发展的光电催化、电催化、微电子器件以及传感器等领域提供了高性能材料新的制备方法。
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公开(公告)号：CN111097404B
公开(公告)日：2023-01-13
申请号：CN201811254243.2
申请日：2018-10-26
申请人： 中国科学院金属研究所(CN)
IPC分类号： B01J23/22
摘要： 本发明属于太阳能光催化领域，具体为一种碱溶液中晶面选择性刻蚀BiVO4的方法。以具有特定晶面暴露的BiVO4为原材料，利用BiVO4不同晶面在碱性溶液中的稳定性差异，在适当温度的碱性溶液中实现对BiVO4晶面的选择性刻蚀。半导体光催化剂的不同晶面具有不同原子和电子结构，展现出迥异的光催化活性。本发明利用简单的碱溶液刻蚀方法，可调控BiVO4基光催化材料中不同晶面的暴露比例及微观结构，进而可定向调控BiVO4基光催化材料的光催化性能。
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公开(公告)号：CN115000201A
公开(公告)日：2022-09-02
申请号：CN202210524174.2
申请日：2022-05-13
申请人： 中国科学院金属研究所 , 上海科技大学
IPC分类号： H01L31/0236 , H01L31/072 , H01L31/18 , H01L31/0336 , B82Y30/00 , B82Y40/00
摘要： 本发明涉及纳米薄膜材料和太阳能光伏器件领域，具体为一种多孔单晶TiO2纳米棒阵列与Cu2O组建的嵌套型异质结太阳能电池及界面改性的方法。首先，利用模板辅助的水热方法，在氟掺杂的二氧化锡(FTO)透明导电基底上外延生长具有多孔单晶结构的TiO2纳米棒阵列薄膜。随后，利用原子层沉积技术，在其表面共型沉积超薄连续的金属氧化物薄膜。再利用电化学沉积方法，从FTO表面向上生长Cu2O填充多孔单晶TiO2纳米棒阵列薄膜的孔隙，构成TiO2/Cu2O嵌套结构。最后，在Cu2O薄膜上表面沉积金属薄膜作为背电极，组装全氧化物太阳能电池。本发明通过构建嵌套型TiO2/Cu2O异质结，组建出高效全氧化物太阳能电池。
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公开(公告)号：CN114214656A
公开(公告)日：2022-03-22
申请号：CN202111540120.7
申请日：2021-12-15
申请人： 中国科学院金属研究所
IPC分类号： C25B11/031 , C25B11/061 , C25B11/095 , C25B1/04
摘要： 本发明涉及纳米材料技术和电化学能源转化与储存领域，具体为一种具有台阶/裂纹结构的少层过渡金属羟基氧化物电催化电极的制备方法。首先，将过渡金属盐溶于去离子水中，配置一定浓度的过渡金属盐溶液；然后，将金属基电极放置于草酸溶液中，在搅拌过程中，将配置好的金属盐溶液混合其中，反应一段时间后，在金属电极表面原位生成水合金属草酸盐，形成一体化结构电极；然后，在一定浓度的碱溶液中，进行电化学活化处理，将其原位拓扑转变为具有丰富台阶和裂纹微结构的少层过渡金属羟基氧化物纳米片，形成基于金属集流体的一体化复合电极。本发明可以制备不同组分的金属羟基氧化物一体化电极，具有优异的电催化水分解产氧活性。
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公开(公告)号：CN110331310B
公开(公告)日：2021-05-18
申请号：CN201910532572.7
申请日：2019-06-19
申请人： 中国科学院金属研究所
IPC分类号： C22C1/08 , H01G11/70 , C22F1/02 , C22F1/08 , C22F1/10 , C25B1/04 , C25B11/031 , C25B11/042
摘要： 本发明涉及能源转化与存储领域，具体为一种三维梯度孔泡沫金属及其制备方法和应用。以具有超大孔结构的泡沫金属为原材料，经在酸性水溶液中浸泡及去离子水清洗烘干后，将其置于管式马弗炉中在含氧气氛下热处理，将泡沫金属转化为相应的泡沫金属氧化物，然后将泡沫金属氧化物置于管式马弗炉中，在还原气氛下热处理将泡沫金属氧化物还原成泡沫金属，泡沫金属骨架上可产生大孔、中孔、小孔结构，获得具有三维梯度孔结构的泡沫金属。本发明在保持泡沫金属原有高导电性的基础上，三维梯度孔结构有效提高活性物质的担载和电解液中离子、气体分子的扩散，使其成为能源催化转化与存储领域中理想的电极及集流体材料，大幅提升泡沫金属的应用领域及价值。
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公开(公告)号：CN109119537B
公开(公告)日：2020-09-18
申请号：CN201710497245.3
申请日：2017-06-26
申请人： 中国科学院金属研究所
摘要： 本发明涉及太阳能光伏电池领域，具体为一种无电子传输层的平面钙钛矿太阳能电池的制备方法。对透明导电基体进行清洗和O2等离子体处理，并进一步利用水热法对导电基体在含卤素(氟、氯、溴、碘等)离子溶液中进行表面改性处理；在处理后的导电基体上直接组装钙钛矿太阳能电池，电池最高效率达到14％以上。本发明在保证高效率的同时，简化了钙钛矿太阳能电池的结构和加工工艺，在未来的实际应用中具有重要价值。
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公开(公告)号：CN109119540B
公开(公告)日：2020-03-20
申请号：CN201710481697.2
申请日：2017-06-22
申请人： 中国科学院金属研究所
摘要： 本发明涉及太阳能电池领域，具体为一种在F掺杂SnO2(FTO)透明导电薄膜基体上原位制备光电器件用高效SnO2电子传输层的方法。以FTO作为基体，利用(电)化学还原(或热还原)方法将其表层的F掺杂SnO2还原为金属Sn，去除掺杂的F离子，再通过热氧化(或电/化学氧化)方法将生成的金属Sn重新转化为纯SnO2，进而在FTO表面原位获得共型的SnO2电子传输层。本发明利用先还原‑再氧化的过程，在FTO透明导电薄膜基体上原位制备光电器件用高效SnO2电子传输层，SnO2是光电器件(如：钙钛矿太阳能电池)用电子传输层的理想材料之一，具有高载流子迁移率和低表面态密度，利于光生电子的界面转移和体相输运。
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公开(公告)号：CN107540014B
公开(公告)日：2019-08-16
申请号：CN201610486297.6
申请日：2016-06-27
申请人： 中国科学院金属研究所
IPC分类号： B01J21/06
CPC分类号： B01J21/06 , B01J37/10 , C01G23/053
摘要： 本发明涉及异质种子中孔金属氧化物制备领域，具体为一种异质种子中孔单晶金红石二氧化钛可控生长的制备方法。该方法通过湿化学过程以四氯化钛作为前驱体，含有异质种子的二氧化硅球作为模板，水热生长具有特定晶面暴露的金红石二氧化钛，刻蚀模板后得到含异质种子的中孔单晶金红石二氧化钛，能够实现异质种子外延生长助催化剂，解决了催化剂与助催化剂界面接触质量较差，光催化效率较低的问题。与传统种子模板法不同，本发明将四氯化钛前驱体和含异质种子二氧化硅模板装入反应釜中，经加热处理，刻蚀后得到特定晶面暴露的中孔单晶金红石二氧化钛。
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公开(公告)号：CN107541747B
公开(公告)日：2019-02-19
申请号：CN201610473764.1
申请日：2016-06-27
申请人： 中国科学院金属研究所
摘要： 本发明涉及光电化学电池领域，具体为一种储能器件集成式光电化学水分解电池的设计方法。以n型半导体光阳极连接储能器件负极，p型半导体光阴极连接储能器件正极，利用质子交换膜将电极隔离在不同电解液中，构成储能器件集成式光电化学水分解电池。n型半导体光阳极受光激发产生的光生空穴扩散至表面将水氧化释放出氧气，而光生电子则通过外电路转移至储能器件负极实现对负极充电；p型半导体光阴极受光激发产生的光生电子将水还原释放氢气，而光生空穴通过外电路转移至储能器件正极实现正极充电。本发明将传统光电化学电池中在外电路直接复合的光生电荷以电能形式储存在储能器件中，有效提高了太阳能的转化利用效率。
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公开(公告)号：CN114351239A
公开(公告)日：2022-04-15
申请号：CN202111540123.0
申请日：2021-12-15
申请人： 中国科学院金属研究所
摘要： 本发明涉及光电转化、存储、催化领域，具体为一种多孔金属化合物阵列薄膜的制备方法。以金属基体或表面沉积金属涂层的基体为前驱体，将其悬置于含氟化氢铵的水和乙二醇混合液的上方，密封于反应釜中进行水热处理，待冷却至室温后取出样品，去离子水清洗并烘干，获得基体支撑的铵‑金属氧氟化合物单晶阵列薄膜；或者，进一步在不同气氛下热处理后，铵‑金属氧氟化合物单晶阵列薄膜拓扑转变为多孔金属化合物阵列薄膜。本发明实现多孔金属化合物阵列薄膜的简易制备及其微观形貌的有效调节，为基于多孔化合物功能薄膜发展的光电转化、存储、催化领域提供了有效的材料和方法基础。
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