用于生长复合金属硫化物光触媒薄膜之方法与装置;METHOD AND APPARATUS FOR GROWING A COMPOSITE METAL SULPHIDE PHOTOCATALYST THIN FILM

摘要

一种用于生长复合金属硫化物光触媒薄膜之方法与装置，同时执行光化学沉积与化学浴沉积，用以生长复合金属硫化物薄膜，诸如(AgInS2)x/(ZnS)2(1－x)，其中x为0~1。

主权项

1.一种用于生长复合金属硫化物薄膜之方法，其包括以下步骤：将一光化学沉积用的第一载体及一化学浴沉积用的第二载体浸入充满一种硷性溶液的反应槽内，该溶液包括至少一种金属离子与一种以硫为主的化合物，而该第二载体系垂直该反应槽底面放置；以及用一产生光的光源照射该第一载体，以使用光化学沉积及化学浴沉积分别在该第一及第二载体上生长金属硫化物薄膜；以及其中，该一以硫为主之化合物包括硫代硫酸盐(S2 O3 2 － )及硫脲(CSN2 H4)。 ;2.如申请专利范围第1项所述用于生长复合金属硫化物薄膜之方法，其中该光源产生的光波长小于300nm。 ;3.如申请专利范围第1项所述用于生长复合金属硫化物薄膜之方法，其中该金属离子至少包括银离子(Ag ＋ )、铜离子(Cu ＋ )、锌离子(Zn 2 ＋ )、镉离子(Cd 2 ＋ )、铟离子(In 3 ＋ )、钽离子(Ta 3 ＋ )、钛离子(Ti 4 ＋ )、铜铟离子(CuIn 4 ＋ )、银铟离子(AgIn 4 ＋ )、及其金属硫酸盐、金属硝酸盐与金属碳酸盐化合物其中之一。 ;4.如申请专利范围第3项所述用于生长复合金属硫化物薄膜之方法，其中该硷性溶液进而包括硝酸铵(NH4 NO3)及氢氧化铵(NH4 OH)，用以调节该硷性溶液的酸硷值(pH)。 ;5.如申请专利范围第4项所述用于生长复合金属硫化物薄膜之方法，其中该硷性溶液包括硝酸银(AgNO3)、硝酸铟(In(NO3)3)、硝酸锌(Zn(NO3)2)、硝酸铵(NH4 NO3)、硫代硫酸钠(Na2 S2 O3)、及硫脲(CSN2 H4)，其莫耳比为m：m：2(1－m)：(1~20)m：(100~2000)m：(9~100)m；其中，m大于0，最大为1。 ;6.如申请专利范围第5项所述用于生长复合金属硫化物薄膜之方法，其中生长AgInZn7 S9薄膜所使用的硷性溶液中包括的硝酸银、硝酸铟、硝酸锌、硝酸铵、硫代硫酸钠、及硫脲之莫耳比为1：1：7：36：430~2000：9~100。 ;7.如申请专利范围第1项所述用于生长复合金属硫化物薄膜之方法，其中该第一及第二载体之制造材料至少包括铁(Fe)、铜(Cu)、硼磷矽玻璃(BPSG)、矽玻璃、及铟锡氧化物(ITO)玻璃之一。 ;8.如申请专利范围第1项所述用于生长复合金属硫化物薄膜之方法，进而包括执行一热处理，用以熟化该金属硫化物薄膜。 ;9.如申请专利范围第8项所述用于生长复合金属硫化物薄膜之方法，进而包括在大约200~1000℃之温度下，于该金属硫化物薄膜上执行一烧结处理。 ;10.如申请专利范围第1项所述用于生长复合金属硫化物薄膜之方法，其中该复合金属硫化物薄膜为(AgInS2)x/(ZnS)2(1－x)，其中x为0~1。 ;11.一种用于生长复合金属硫化物薄膜之装置，其包括：一反应槽，其内设置有一第一载体及一第二载体，其中该第二载体系垂直该反应槽底面设置；及一曝光组合件，其包括一框架，将一光源固持在该反应槽上方，用以照射该第一载体。 ;12.如申请专利范围第11项所述用于生长复合金属硫化物薄膜之装置，其中该光源产生的光波长小于300nm。 ;13.如申请专利范围第11项所述用于生长复合金属硫化物薄膜之装置，其中该第一及第二载体之制造材料至少包括铁(Fe)、铜(Cu)、硼磷矽玻璃(BPSG)、矽玻璃、及铟锡氧化物(ITO)玻璃之一。 ;14.如申请专利范围第11项所述用于生长复合金属硫化物薄膜之装置，进而包括一温度控制组合件，其与该反应槽耦接，以使该反应槽维持在最适宜光化学沉积与化学浴沉积之温度。 ;15.如申请专利范围第14项所述用于生长复合金属硫化物薄膜之装置，其中该温度约为30~90℃。 ;16.如申请专利范围第11项所述用于生长复合金属硫化物薄膜之装置，其中该反应槽进而包括一搅拌组件，邻接该反应槽底面设置。 ;17.如申请专利范围第11项所述用于生长复合金属硫化物薄膜之装置，进而包括一透明盖体，位于该反应槽上方。 ;18.如申请专利范围第11项所述用于生长复合金属硫化物薄膜之装置，其中该曝光组合件进而包括一透镜组，固持在该光源与该第一载体间，用以调整该第一载体上的曝光面积。 ;19.如申请专利范围第11项所述用于生长复合金属硫化物薄膜之装置，其中该第二载体包括多数个基底，用一载体座固持，而两相邻之基底间的间隙约为1~10mm。 ;20.如申请专利范围第11项所述用于生长复合金属硫化物薄膜之装置，其中该复合金属硫化物薄膜为(AgInS2)x/(ZnS)2(1－x)，其中x为0~1。;图一为根据本发明用于生长金属硫化物薄膜之装置的示意图；图二为用于生长金属硫化物薄膜之第二载体的外观图；图三之分布曲线图显示根据本发明用光化学沉积生长之AgInZn7 S9薄膜，其波长与透光率之关系；图四之分布曲线图显示根据本发明用化学浴沉积生长之AgInZn7 S9薄膜，其波长与透光率之关系；图五为根据本发明用光化学沉积生长之AgInZn7 S9薄膜的X射线绕射(XRD)图；以及图六为根据本发明用化学浴沉积生长之AgInZn7 S9薄膜的X射线绕射(XRD)图。