專利名稱：一種Sb的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱電薄膜的制備方法，特別涉及一種Sb2S3熱電薄膜的制備方法。
背景技術(shù)：
熱電薄膜及超晶格由于具有復(fù)雜的態(tài)密度分布、由量子限制效應(yīng)引起的能量不連續(xù)分布，獨(dú)特的載流子散射機(jī)理和非常低的聲子熱導(dǎo)率，而具有優(yōu)異的熱電性能。理論和實(shí)驗(yàn)表明，熱電納米結(jié)構(gòu)，包括熱電超晶格、量子線和量子點(diǎn)，具有比體塊材料大得多的熱電性能。熱電超晶格一般是在熱電薄膜制備的基礎(chǔ)上進(jìn)行疊層和刻蝕制成的，因此，熱電薄膜是制備具有量子結(jié)構(gòu)的高性能熱電制備的基礎(chǔ)。金屬硫?qū)倩镱惞怆姴牧嫌捎谄洫?dú)特的光電特性已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于制造太陽(yáng)能吸收層、太陽(yáng)能電池和光電探測(cè)器等光電器件。近年來(lái)，制備硫化鎘、硫化鉍、硫化鋅和硒化鎘等硫?qū)倩锊牧系姆椒ㄈ諠u成熟，其中化學(xué)液相沉積法具有制造成本低、易于大面積制備等其它方法無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)[Nair P K，Nair M T S，Gomezdaza O.et al.Metal sulfide thin film photography usingphotoaccelerated chemical deposition of bismuch sulfide thin films[J].J.Electrochem.Soc.，1993，1401085-1089.][Nair P K，Nair M T S.Chemicallydeposit ed ZnS thin filmsapplication a s substrate for chemically depositedBi2S3，CuxS and PbS thin films[J].Semicond.Sci.Technol.，1992，7239-244.]。目前，關(guān)于硫化銻薄膜的研究還很少。目前的主要貯備方法有Savadogo[Savadogo O.Chemically and electrochemically deposited thin filmsfor solar energy materials[J].Sol Energy Mater Sol Cells，1998，52361-388.]和Nair[Nair P K，Nair M T S，Garcia V M，et al.Semiconductor thin films bychemical bath deposition for solar energy related applications[J].Sol EnergyMater Sol Cells，1998，52313-344.]等人采用的水溶液化學(xué)沉積法、[杜金會(huì)，于振瑞，李正群等.無(wú)水化學(xué)沉積法制備Sb2S3薄膜[J].光電子·激光，2005，16(5)530-533]采用的無(wú)水化學(xué)沉積法以及Kalyashova等[Kalyashova ZN，Sabinin VE，Korolev VI，et al.Manufacture of diffractivestructure in Sb2S3film by pulse laser irradiation.Proceedings of SPIE-TheInternational Society for Optical Engineering，1993，2108115-121.]采用的激光脈沖輻射法等。Savadogo等人采用的水溶液化學(xué)沉積法這些方法過(guò)程復(fù)雜，需要在非常低的溫度下進(jìn)行，往往在冰箱中進(jìn)行，不容易實(shí)現(xiàn)大生產(chǎn)。杜金會(huì)等采用的方法需要在乙醇等有機(jī)溶液中進(jìn)行，提高了制備成本。而激光脈沖輻射法所需要的設(shè)備較貴?；诖?，本發(fā)明提出一種簡(jiǎn)單的在水溶液中制備Sb2S3薄膜的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種能夠簡(jiǎn)單的獲得單一物相的Sb2S3微晶薄膜，制備成本低，而且薄膜的表面平整致密，工藝操作簡(jiǎn)單的Sb2S3熱電薄膜的制備方法。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是首先將氯化銻SbCl3溶解于蒸餾水中配制成0.1mol/L的氯化銻溶液，再用lmol/L的HCl溶液調(diào)節(jié)氯化銻溶液直到沉淀溶解；將硫脲SC(NH2)2溶解于蒸餾水中配制成0.1mol/L和0.02mol/L的兩種硫脲溶液備用；按SbCl3∶SC(NH2)2＝2∶3的摩爾比配制SbCl3和SC(NH2)2的混合溶液，配制時(shí)，先將0.1mol/L的硫脲溶液緩慢滴加到0.1mol/L的氯化銻溶液中，并且加熱攪拌，同時(shí)用1mol/L的HCl溶液調(diào)節(jié)至沉淀完全消失，即配成了所需的生長(zhǎng)溶液；將耐熱玻璃基板或硅基板在蒸餾水和無(wú)水乙醇中用超聲波清洗干凈后在真空干燥箱中烘干，并在紫外光下照射5-10min；再將基板浸漬于60℃的0.02mol/L的SC(NH2)2溶液中5-10min，然后取出基板自然晾干，在紫外光下再照射5-10min后，將基板放置于生長(zhǎng)溶液中沉積12-36小時(shí)后取出，于50-80℃下真空干燥；將經(jīng)干燥后的基板在Ar氣氛保護(hù)下于300-500℃熱處理0.5-2小時(shí)，即可以獲得Sb2S3薄膜。
本發(fā)明采用仿生方法，通過(guò)基板表面處理，以硫脲和三氯化銻為主要原料，在水溶液中仿生沉積Sb2S3薄膜，得到的Sb2S3薄膜性質(zhì)穩(wěn)定、表面平整、純凈，可以在陶瓷、玻璃、硅片和樹(shù)脂等多種基體材料上制備Sb2S3薄膜，且基板表面可以為任意形狀。


圖1本發(fā)明實(shí)施例1制備的Sb2S3薄膜的原子力顯微結(jié)構(gòu)照片；圖2本發(fā)明實(shí)施例2制備的Sb2S3薄膜的原子力顯微結(jié)構(gòu)照片；圖3本發(fā)明實(shí)施例3制備的Sb2S3薄膜的原子力顯微結(jié)構(gòu)照片。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1首先將氯化銻SbCl3溶解于蒸餾水中配制成0.1mol/L的氯化銻溶液，再用1mol/L的HCl溶液調(diào)節(jié)氯化銻溶液直到沉淀溶解；將硫脲SC(NH2)2溶解于蒸餾水中配制成0.1mol/L和0.02mol/L的兩種硫脲溶液備用；按SbCl3∶SC(NH2)2＝2∶3的摩爾比配制SbCl3和SC(NH2)2的混合溶液，配制時(shí)，先將0.1mol/L的硫脲溶液緩慢滴加到0.1mol/L的氯化銻溶液中，并且加熱攪拌，同時(shí)用1mol/L的HCl溶液調(diào)節(jié)至沉淀完全消失，即配成了所需的生長(zhǎng)溶液；將耐熱玻璃基板或硅基板在蒸餾水和無(wú)水乙醇中用超聲波清洗干凈后在真空干燥箱中烘干，并在紫外光下照射5min；再將基板浸漬于60℃的0.02mol/L的SC(NH2)2溶液中5min，然后取出基板自然晾干，在紫外光下再照射5min后，將基板放置于生長(zhǎng)溶液中沉積12小時(shí)后取出，于50℃下真空干燥；將經(jīng)干燥后的基板在Ar氣氛保護(hù)下于300℃熱處理1小時(shí)，即可以獲得如圖1所示的Sb2S3薄膜。
實(shí)施例2首先將氯化銻SbCl3溶解于蒸餾水中配制成0.1mol/L的氯化銻溶液，再用1mol/L的HCl溶液調(diào)節(jié)氯化銻溶液直到沉淀溶解；將硫脲SC(NH2)2溶解于蒸餾水中配制成0.1mol/L和0.02mol/L的兩種硫脲溶液備用；按SbCl3∶SC(NH2)2＝2∶3的摩爾比配制SbCl3和SC(NH2)2的混合溶液，配制時(shí)，先將0.1mol/L的硫脲溶液緩慢滴加到0.1mol/L的氯化銻溶液中，并且加熱攪拌，同時(shí)用1mol/L的HCl溶液調(diào)節(jié)至沉淀完全消失，即配成了所需的生長(zhǎng)溶液；將耐熱玻璃基板或硅基板在蒸餾水和無(wú)水乙醇中用超聲波清洗干凈后在真空干燥箱中烘干，并在紫外光下照射7min；再將基板浸漬于60℃的0.02mol/L的SC(NH2)2溶液中7min，然后取出基板自然晾干，在紫外光下再照射7min后，將基板放置于生長(zhǎng)溶液中沉積24小時(shí)后取出，于60℃下真空干燥；將經(jīng)干燥后的基板在Ar氣氛保護(hù)下于400℃熱處理0.5小時(shí)，即可以獲得如圖2所示的Sb2S3薄膜。
實(shí)施例3首先將氯化銻SbCl3溶解于蒸餾水中配制成0.1mol/L的氯化銻溶液，再用1mol/L的HCl溶液調(diào)節(jié)氯化銻溶液直到沉淀溶解；將硫脲SC(NH2)2溶解于蒸餾水中配制成0.1mol/L和0.02mol/L的兩種硫脲溶液備用；按SbCl3∶SC(NH2)2＝2∶3的摩爾比配制SbCl3和SC(NH2)2的混合溶液，配制時(shí)，先將0.1mol/L的硫脲溶液緩慢滴加到0.1mol/L的氯化銻溶液中，并且加熱攪拌，同時(shí)用lmol/L的HCl溶液調(diào)節(jié)至沉淀完全消失，即配成了所需的生長(zhǎng)溶液；將耐熱玻璃基板或硅基板在蒸餾水和無(wú)水乙醇中用超聲波清洗干凈后在真空干燥箱中烘干，并在紫外光下照射10min；再將基板浸漬于60℃的0.02mol/L的SC(NH2)2溶液中10min，然后取出基板自然晾干，在紫外光下再照射10min后；將基板放置于生長(zhǎng)溶液中沉積36小時(shí)后取出，于80℃下真空干燥；將經(jīng)干燥后的基板在Ar氣氛保護(hù)下于500℃熱處理2小時(shí)，即可以獲得如圖3所示的Sb2S3薄膜。
權(quán)利要求
1.一種Sb2S3熱電薄膜的制備方法，其特征在于1)首先將氯化銻SbCl3溶解于蒸餾水中配制成0.1mol/L的氯化銻溶液，再用1mol/L的HCl溶液調(diào)節(jié)氯化銻溶液直到沉淀溶解；2)將硫脲SC(NH2)2溶解于蒸餾水中配制成0.1mol/L和0.02mol/L的兩種硫脲溶液備用；3)按SbCl3∶SC(NH2)2＝2∶3的摩爾比配制SbCl3和SC(NH2)2的混合溶液，配制時(shí)，先將0.1mol/L的硫脲溶液緩慢滴加到0.1mol/L的氯化銻溶液中，并且加熱攪拌，同時(shí)用1mol/L的HCl溶液調(diào)節(jié)至沉淀完全消失，即配成了所需的生長(zhǎng)溶液；4)將耐熱玻璃基板或硅基板在蒸餾水和無(wú)水乙醇中用超聲波清洗干凈后在真空干燥箱中烘干，并在紫外光下照射5-10min；5)再將基板浸漬于60℃的0.02mol/L的SC(NH2)2溶液中5-10min，然后取出基板自然晾干，在紫外光下再照射5-10min后，將基板放置于生長(zhǎng)溶液中沉積12-36小時(shí)后取出，于50-80℃下真空干燥；7)將經(jīng)干燥后的基板在Ar氣氛保護(hù)下于300-500℃熱處理0.5-2小時(shí)，即可以獲得Sb2S3薄膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Sb2S3熱電薄膜的制備方法，其特征在于首先將氯化銻SbCl3溶解于蒸餾水中配制成0.1mol/L的氯化銻溶液，再用1mol/L的HCl溶液調(diào)節(jié)氯化銻溶液直到沉淀溶解；將硫脲SC(NH2)2溶解于蒸餾水中配制成0.1mol/L和0.02mol/L的兩種硫脲溶液備用；按SbCl3∶SC(NH2)2＝2∶3的摩爾比配制SbCl3和SC(NH2)2的混合溶液，配制時(shí)，先將0.1mol/L的硫脲溶液緩慢滴加到0.1mol/L的氯化銻溶液中，并且加熱攪拌，同時(shí)用1mol/L的HCl溶液調(diào)節(jié)至沉淀完全消失，即配成了所需的生長(zhǎng)溶液；將耐熱玻璃基板或硅基板在蒸餾水和無(wú)水乙醇中用超聲波清洗干凈后在真空干燥箱中烘干，并在紫外光下照射5min；再將基板浸漬于60℃的0.02mol/L的SC(NH2)2溶液中5min，然后取出基板自然晾干，在紫外光下再照射5min后，將基板放置于生長(zhǎng)溶液中沉積12小時(shí)后取出，于50℃下真空干燥；將經(jīng)干燥后的基板在Ar氣氛保護(hù)下于300℃熱處理1小時(shí)，即可獲得Sb2S3薄膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Sb2S3熱電薄膜的制備方法，其特征在于首先將氯化銻SbCl3溶解于蒸餾水中配制成0.1mol/L的氯化銻溶液，再用1mol/L的HCl溶液調(diào)節(jié)氯化銻溶液直到沉淀溶解；將硫脲SC(NH2)2溶解于蒸餾水中配制成0.1mol/L和0.02mol/L的兩種硫脲溶液備用；按SbCl3∶SC(NH2)2＝2∶3的摩爾比配制SbCl3和SC(NH2)2的混合溶液，配制時(shí)，先將0.1mol/L的硫脲溶液緩慢滴加到0.1mol/L的氯化銻溶液中，并且加熱攪拌，同時(shí)用1mol/L的HCl溶液調(diào)節(jié)至沉淀完全消失，即配成了所需的生長(zhǎng)溶液；將耐熱玻璃基板或硅基板在蒸餾水和無(wú)水乙醇中用超聲波清洗干凈后在真空干燥箱中烘干，并在紫外光下照射7min；再將基板浸漬于60℃的0.02mol/L的SC(NH2)2溶液中7min，然后取出基板自然晾干，在紫外光下再照射7min后，將基板放置于生長(zhǎng)溶液中沉積24小時(shí)后取出，于60℃下真空干燥；將經(jīng)干燥后的基板在Ar氣氛保護(hù)下于400℃熱處理0.5小時(shí)，即可獲得Sb2S3薄膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Sb2S3熱電薄膜的制備方法，其特征在于首先將氯化銻SbCl3溶解于蒸餾水中配制成0.1mol/L的氯化銻溶液，再用1mol/L的HCl溶液調(diào)節(jié)氯化銻溶液直到沉淀溶解；將硫脲SC(NH2)2溶解于蒸餾水中配制成0.1mol/L和0.02mol/L的兩種硫脲溶液備用；按SbCl3∶SC(NH2)2＝2∶3的摩爾比配制SbCl3和SC(NH2)2的混合溶液，配制時(shí)，先將0.1mol/L的硫脲溶液緩慢滴加到0.1mol/L的氯化銻溶液中，并且加熱攪拌，同時(shí)用1mol/L的HCl溶液調(diào)節(jié)至沉淀完全消失，即配成了所需的生長(zhǎng)溶液；將耐熱玻璃基板或硅基板在蒸餾水和無(wú)水乙醇中用超聲波清洗干凈后在真空干燥箱中烘干，并在紫外光下照射10min；再將基板浸漬于60℃的0.02mol/L的SC(NH2)2溶液中10min，然后取出基板自然晾干，在紫外光下再照射10min后；將基板放置于生長(zhǎng)溶液中沉積36小時(shí)后取出，于80℃下真空干燥；將經(jīng)干燥后的基板在Ar氣氛保護(hù)下于500℃熱處理2小時(shí)，即可獲得Sb2S3薄膜。
全文摘要
一種Sb
文檔編號(hào)H01L35/16GK1904138SQ20061004315
公開(kāi)日2007年1月31日 申請(qǐng)日期2006年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月13日
發(fā)明者黃劍鋒, 曹麗云, 吳建鵬 申請(qǐng)人:陜西科技大學(xué)