[发明专利]一种水凝胶保护层及可稳定光电化学器件的制备方法

权利要求书

1.一种水凝胶保护层及可稳定光电化学器件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、SbSe_xTe_y复合光电阴极的制备；

S2、Pt/HfO₂/SbSe_xTe_y复合光电阴极的表面处理；

S3、在光电阴极上沉积水凝胶；

S4、水凝胶保护层及可稳定光电化学器件制备。

2.根据权利要求1所述的一种水凝胶保护层及可稳定光电化学器件的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中SbSe_xTe_y复合光电阴极的制备包括以下分步骤：

S11、通过旋涂和退火在涂层的导电玻璃上制备特定化学计量比的SbSe_xTe_y薄膜；

S12、将HfO₂层沉积到SbSe_xTe_y薄膜上；

S13、将助催化剂沉积到HfO₂/SbSe_xTe_y电极上。

3.根据权利要求2所述的一种水凝胶保护层及可稳定光电化学器件的制备方法，其特征在于，所述步骤S11中所述的涂层，其材料包括金、铂、铱，涂层的厚度在5-100nm；SbSe_xTe_y薄膜的制备方法包括多靶磁控溅射、多源热蒸发、旋涂、喷涂、激光转印、喷墨打印中的一种或几种。

4.根据权利要求2所述的一种水凝胶保护层及可稳定光电化学器件的制备方法，其特征在于，所述步骤S12中的HfO₂层，其制备方法包括原子沉积技术。

5.根据权利要求2所述的一种水凝胶保护层及可稳定光电化学器件的制备方法，其特征在于，所述步骤S13中助催化剂，其材料包括Pd、Pt、Ru、Ag，其沉积的方法包括水热法、化学还原法、煅烧法中的一种。

6.根据权利要求2所述的一种水凝胶保护层及可稳定光电化学器件的制备方法，其特征在于，所述步骤S11中的导电玻璃，其材料包括FTO、ITO、AZO、IWO、ITiO等，制备方法包括磁控溅射、反应等离子体气相沉积、水热法，厚度为10-200纳米。

7.根据权利要求1所述的一种水凝胶保护层及可稳定光电化学器件的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中Pt/HfO₂/SbSe_xTe_y复合光电阴极的表面处理的具体方法包括以下分步骤：依次使用NaOH、3-氨丙基三甲氧基硅烷(APTES)和戊二醛溶液浸泡Pt/HfO₂/SbSe_xTe_y复合光电阴极；其中的NaOH溶液，其当量浓度为0.05-0.5N，Pt/HfO₂/SbSe_xTe_y复合光电阴极的浸泡时间为1-15min；其中的APTES溶液，其含量为0.05-5％，Pt/HfO₂/SbSe_xTe_y复合光电阴极的浸泡时间为1-15min；其中的戊二醛溶液，其含量为0.05-5％，Pt/HfO₂/SbSe_xTe_y复合光电阴极的浸泡时间为5-60min。

8.根据权利要求1所述的一种水凝胶保护层及可稳定光电化学器件的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中在光电阴极上沉积水凝胶的具体方法，包括以下步骤：将光电阴极放入PDMS模具，倒入水凝胶溶液，盖上玻璃；凝胶化10-40min；其中的PDMS模具，其制备方法可以是切割绘图仪切割硅橡胶薄膜、3D打印；其中的水凝胶溶液，其材料包括聚丙烯酰胺、海藻酸盐、明胶和聚乙二醇二丙烯酸酯。