[发明专利]一种具有统一晶面取向特性晶体粒子电极的制备方法

说明书

本发明公开了一种具有晶面取向特性晶体粒子电极的制备方法，其特征在于，在基底S上制备具有统一晶面取向特征的晶体颗粒堆积层；将所得的晶体颗粒层与导电层M连接，制备具有晶面取向特性的电极。本发明适用于所有具有多个不同晶面的晶体颗粒，通过一部或两步法制备具有统一晶面取向性的晶体颗粒电极，操作灵活，可拓展性强，制备装置简单，是实现工业化的有利条件。

技术领域

本发明涉及一种具有统一晶面取向特性晶体粒子电极的制备方法，属于电极的制备技术领域。

背景技术

长期以来，晶体粒子电极尤其是半导体电极被应用与各个方面，如光电领域，气体传感器，电催化，太阳能电池，超级电容器等。由于晶体内部原子有序的定向排列，半导体的一些性质(如电导率，热导率，磁性，耐腐蚀性，吸附性等)与其暴露的晶面密切相关，具有特定晶面选择性的电极往往展现出更优越的性能。目前，已开发出一些制备具有特定晶面选择性电极的方法，如水热法，磁控溅射，激光烧蚀等。以溶剂热重结晶法为例，通常需要先在导电玻璃基底(FTO，ITO，ATO等)上生长一层目标产物的种子层，然后将其放入反应釜，调节反应液的配方，加热温度和时间等参数，在种子层上生长具有特定晶面取向性的电极。这些“原位”的化学制备方法通常需要在特定的导电基底上才可以实现晶面的选择性暴露，在制备大面积电极时具有一定的局限性，而且成本较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种操作灵活简单，可拓展性强，环境友好的制备具有统一晶面取向特性晶体粒子电极的方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种具有晶面取向特性晶体粒子电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)：在基底S上制备具有统一晶面取向特征的晶体颗粒堆积层；

步骤2)：将步骤1)所得的晶体颗粒层与导电层M连接，制备具有晶面取向特性的电极。

优选地，所述步骤1)中晶体颗粒堆积层的晶体为导体、半导体或绝缘体，晶体颗粒堆积层的堆积方式为单层颗粒或多层堆积颗粒。

优选地，所述步骤1)中的基底S为导体基底、半导体基底或非导体基底；所述的基底S为刚性基底或柔性基底，其材质为透明金属氧化物玻璃、金属或碳。

更优选地，所述的半导体基底为Si，Ge，TiO₂，SrTiO₃，RuO₂，NiO，FeO_x，PbO₂，ZrO_x，CeO_x，MnO₂，FeBiO₃，BN或(ZnO)_x(GaN)_1-x；所述的非导体基底为普通钠钙玻璃，硼硅玻璃，石英玻璃，金刚石或云母。

更优选地，所述的柔性基底为树脂，塑料或高分子聚合物材质的可弯曲材料。

更优选地，所述的透明金属氧化物玻璃为掺杂的SnO₂基，In₂O₃基，Al₂O₃基或ZnO基；所述的金属为Ti，Nb，Ta，Mo，W，Ni，Pd，Pt，Cu，Ag和Au中的任意一种单质或任意几种的合金。

优选地，所述步骤1)中对晶体颗粒进行了定向组装。

更优选地，所述定向组装的具体方法采用Langmuir-Blodgett自组装法，摩擦法或旋涂法。

优选地，所述步骤2)中的导电层M为Ti，Ta，Mo，W，Ni，Pd，Pt，Cu，Ag，FTO，ITO，AZO，无定形碳或合金中的任意一种具有导电功能的材料。

优选地，所述步骤2)中导电层M的制备方法为真空热蒸镀，电子束蒸镀，磁控溅射，旋涂法或喷涂法。