本发明涉及一种ni/cu2o纳米薄膜的制备方法。
背景技术：
氧化亚铜(cu2o)是一种直接带隙的p型半导体材料，可以直接对太阳光进行利用，在太阳能材料、光电转换材料、光催化降解材料和光裂解制氢等领域具有重要的发展前景。单纯的cu2o禁带宽度较窄，约为2.1ev，导致cu2o的空穴与电子容易复合从而降低了光电转换效率，载流子寿命较低导致量子转化效率较低。由于在cu2o的晶格中存在带负电的cu空位和间隙o原子，为了改善cu2o的结构与性能，很多研究者通过复合和掺杂两种方法抑制光生电荷的复合，促进光生电荷的转移，从而提高cu2o薄膜的光电性能。复合主要是cu2o与其他类型的半导体形成异质结或同质结，使得光生电子发生转移从而提高量子转化效率；而对于cu2o掺杂的研究，多为金属掺杂和非金属掺杂，金属掺杂主要以过渡元素金属和稀土金属掺杂为主，而非金属掺杂多为n掺杂，它们均可以改变cu2o的光学带隙，调整光吸收范围。目前，对cu2o掺杂改性的方法有很多，如共沉淀法、超声浸渍法、溶胶凝胶法、磁控溅射法、电化学沉积法等等。本发明采用共沉淀-水热法制备高光电转换性能ni/cu2o纳米薄膜。制备工艺简单稳定，工艺参数较容易控制，反应条件温和，制备周期也相对较短，所测样品光电转换性能较单纯水热法制备cu2o薄膜有所提高，目前尚未见报道。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种共沉淀-水热法制备ni/cu2o纳米薄膜的方法。
具体步骤为：
称取0.0000~0.0150gnic4h6o4（控制摩尔比nni：ncu=0.0%~3.0%）溶于10.00ml浓度为0.10~0.40mol/l的cu(ac)2溶液中混合均匀并转入反应釜中，加入0.50ml浓度为0.027~0.227mmol/l的十六烷基三甲基溴化铵(ctab)溶液、5.00ml浓度为0.05~0.30mol/l的naoh溶液和0.0975~0.0985g的zn粉，搅拌均匀后立即插入ito导电玻璃(规格5.0cm×1.5cm×0.1cm，简称ito)，并斜靠于反应釜内壁，盖紧盖子，将反应釜置于140~200℃的烘箱中反应4~10小时，关闭电源，待温度降至室温，从反应釜中取出ito导电玻璃，经二次蒸馏水反复冲洗、自然晾干，即在ito导电玻璃上获得光电压值为0.0252~0.3455v的ni/cu2o纳米薄膜。
本发明与其他相关技术相比，共沉淀-水热法制备ni/cu2o纳米薄膜最显著的特点是在cu2+与ni2+混合溶液中，加入适量的沉淀剂naoh，溶液中部分cu2+和ni2+先与naoh反应生成cu(oh)2和ni(oh)2，zn粉被表面活性剂ctab包裹，表面吸附着大量的亲水cu2+和ni2+离子，cu2+被zn粉原位还原成高活性的cu单质，并在搅拌下沉积在ito表面，在高温高压下cu单质与溶液中cu(oh)2反应生成cuoh，cuoh在高温下失水分解形成直径在200~300nm左右的ni-cu2o颗粒。这种尺寸的ni掺杂的cu2o纳米薄膜较单纯的cu2o纳米薄膜相比，在太阳光激发下，能够促使光生电子发生转移，从而提高氧化亚铜的光电性能。此方法对原料及仪器要求不高、工艺简单、周期较短，产品的光电性能稳定。
具体实施方式
实施例1：
分别取10.00ml浓度为0.10mol/l的cu(ac)2溶液、0.50ml浓度为0.027mmol/l的ctab溶液、5.00ml浓度为0.10mol/l的naoh溶液和0.0985gzn粉混合均匀配制成反应溶液置于反应釜中，插入规格为5.0cm×1.5cm×0.1cm的ito导电玻璃，并斜靠于反应釜内壁，盖紧盖子，将反应釜置于140℃的烘箱中反应4小时，关闭电源，待温度降至室温，从反应釜中取出ito导电玻璃，经二次蒸馏水反复冲洗、自然晾干，即在ito导电玻璃上获得光电压值为0.0252v的cu2o纳米薄膜。
实施例2：
分别取10.00ml浓度为0.15mol/l的cu(ac)2溶液、0.50ml浓度为0.077mmol/l的ctab溶液、5.00ml浓度为0.30mol/l的naoh溶液、0.0978g的zn粉混合均匀配制成反应溶液置于反应釜中，插入规格为5.0cm×1.5cm×0.1cm的ito导电玻璃，并斜靠于反应釜内壁，盖紧盖子，将反应釜置于155℃的烘箱中反应8小时，关闭电源，待温度降至室温，从反应釜中取出ito导电玻璃，经二次蒸馏水反复冲洗、自然晾干，即在ito导电玻璃上获得光电压值为0.1111v的cu2o纳米薄膜。
实施例3：
分别取10.00ml浓度为0.30mol/l的cu(ac)2溶液、0.5ml浓度为0.177mmol/l的ctab溶液、5.00ml浓度为0.20mol/l的naoh溶液、0.0980g的zn粉混合均匀配制成反应溶液置于反应釜中，插入规格为5.0cm×1.5cm×0.1cm的ito导电玻璃，并斜靠于反应釜内壁，盖紧盖子，将反应釜置于185℃的烘箱中反应5小时，关闭电源，待温度降至室温，从反应釜中取出ito导电玻璃，经二次蒸馏水反复冲洗、自然晾干，即在ito导电玻璃上获得光电压值为0.2130v的cu2o纳米薄膜。
实施例4：
分别取10.00ml浓度为0.20mol/l的cu(ac)2溶液、0.50ml浓度为0.127mmol/l的ctab溶液、5.00ml浓度为0.15mol/l的naoh溶液、0.0975g的zn粉混合均匀配制成反应溶液置于反应釜中，插入规格为5.0cm×1.5cm×0.1cm的ito导电玻璃，并斜靠于反应釜内壁，盖紧盖子，将反应釜置于170℃的烘箱中反应6小时，关闭电源，待温度降至室温，从反应釜中取出ito导电玻璃，经二次蒸馏水反复冲洗、自然晾干，即在ito导电玻璃上获得光电压值为0.2866v的cu2o纳米薄膜。
实施例5：
称取0.0050gnic4h6o4（1.0%）溶于10.00ml浓度为0.20mol/l的cu(ac)2溶液中混合均匀并转入反应釜中，加入0.50ml浓度为0.127mmol/l的ctab溶液、5.00ml浓度为0.15mol/l的naoh溶液和0.0975g的zn粉混合均匀配制成反应溶液，插入规格为5.0cm×1.5cm×0.1cm的ito导电玻璃，并斜靠于反应釜内壁，盖紧盖子，将反应釜置于170℃的烘箱中反应6小时，关闭电源，待温度降至室温，从反应釜中取出ito导电玻璃，经二次蒸馏水反复冲洗、自然晾干，即在ito导电玻璃上获得光电压值为0.3390v的ni/cu2o纳米薄膜。
实施例6：
参照实施例5，保持其他条件不变，只需改变nic4h6o4掺杂量为0.0075g（1.5％），即在ito导电玻璃上获得光电压值为0.3455v的ni/cu2o纳米薄膜。
实施例7：
参照实施例5，保持其他条件不变，只需改变nic4h6o4掺杂量为0.0100g（2.0％），即在ito导电玻璃上获得光电压值为0.3190v的ni/cu2o纳米薄膜。
实施例8：
参照实施例5，保持其他条件不变，只需改变nic4h6o4掺杂量为0.0150g（3.0％），于170℃烘箱中反应6小时，即在ito导电玻璃上获得光电压值为0.2983v的ni/cu2o纳米薄膜。