[发明专利]一种半导体硒膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体膜的制备方法，特别涉及一种半导体硒膜的制备方法。

背景技术

硒(Se)是一种P型非本征半导体，间接带隙约为1.6eV。由于硒具有很高的光导性、优异的单向导电性(光导率为8×10⁴S/cm²)、灵敏的光响应性、比较大的压电效应和热电效应，因此它是一种相当有用而且用得比较广泛的一种无机材料。

目前，制备纳米硒的方法很多，如：1．室温/升温还原法。Cao X Y等在室温下采用NaBH₄和Se反应得到了Se的纳米线和纳米棒。厦门大学的谢兆雄教授研究组发现三方和单斜相的硒微球在乙醇中能自发地转变成三方硒纳米棒。2．回流法。华盛顿大学的夏幼南教授在升温状态下用过量的水合脐还原亚硒酸得到单分散的球形的非晶硒胶体。3．模板法。北京大学的齐利民教授研究组采用Na2SeS03在酸性条件和添加非离子表面活性剂的情况下发生歧化反应获得了Se的单晶纳米带。4．超声化学法。华盛顿大学的夏幼南教授用水合胼还原亚硒酸得到非晶硒纳米粒子，然后用超声法处理非晶硒纳米粒子合成出Se的纳米线。5．水热／溶剂热法。中国科技大学钱逸泰研究组通过水热／溶剂热的方法，在不同溶剂中得到了各种形貌的单晶硒。Yang D等用硒粉作为硒源，采用水热和超声相结合的方法还原得到硒纳米线和硒纳米管。6．其他方法。A Nita等以硒块体作硒源，采用升华的方法制得半导体硒纳米晶薄层。Zhu Y J等‘95埔Y射线照射方法得到无定形的球形硒。Yu D P等以硒粉为原科，通过气相增长法合成了六方的硒纳米线。这些方法制备出的纳米结构硒膜都没有衬底，为其在光电性能方面的应用带来很大不便。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种电化学沉积制备半导体硒膜的方法。

技术方案：本发明提供的一种半导体硒膜的制备方法，包括以下步骤：

（1）电解液的配制：将含硒化合物溶于酸溶液或碱溶液，即得电解液；

（2）半导体硒膜的制备：以衬底作为工作电极，在电解液中进行电化学沉积，沉积电位为-0.2~-2.0V，即得半导体硒膜。

其中，步骤（1）中，所述含硒化合物为SeO₂、Na₂SeO₃或K₂SeO₃；所述酸溶液为硫酸水溶液或硝酸水溶液；所述碱溶液为氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液。

作为本发明半导体硒膜制备方法的一种优选，所述酸溶液或碱溶液的浓度为0.1-3.0mol/L。

作为本发明半导体硒膜制备方法的另一种优选，所述电解液中含硒离子的浓度2-100mmol/L，能够得到均匀的半导体薄膜。

其中，步骤（2）中，所述衬底选自氧化铟锡（ITO）玻璃、掺氟的SnO2（FTO）玻璃、掺锑的SnO2（ATO）玻璃、掺铝的ZnO（ZAO）玻璃、不锈钢箔、Al箔、Cu箔、Ti箔、Mo箔或镀有导电层的聚酰亚胺膜（PI膜）中的一种，采用导电性能好的衬底制备半导体硒膜，使制备得到的半导体薄膜在应用方面有着广泛的前景。

作为本发明半导体硒膜制备方法的另一种优选，步骤（2）中，反应温度为20-90℃；反应时间为5-60分钟；该反应条件能使制备的半导体薄膜厚度均匀。

有益效果：本发明提供的半导体硒膜的制备方法工艺简单、成本低、适合工业化生产。该制备方法能够通过控制极化电位、温度、溶液中化学原料配比、电流密度等参数达到控制硒膜的厚度、形貌、组分、结晶度的效果，该方法制备以多种材料半导体硒膜为衬底，制备得到的半导体硒膜使用方便。

附图说明

图1为实施例1的硒膜SEM照片。

图2为实施例2的硒膜SEM照片。

图3为实施例3的硒膜SEM照片。

图4为实施例4的硒膜SEM照片。

图5为实施例5的硒膜SEM照片。

图6为实施例6的硒膜SEM照片。

图7为实施例7的硒膜SEM照片。

图8为实施例8的硒膜SEM照片。

具体实施方式

根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料配比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。

实施例1