【11】證書號數：I443847
【45】公告日： 中華民國 103 (2014) 年 07 月 01 日
【51】Int. Cl.： H01L31/0445(2014.01) H01L31/0224(2006.01)
發明 全 8 頁 【54】名 稱：光電極及其製備方法
PHOTOELECTRODE AND METHOD FOR PREPARING THE SAME 【21】申請案號：100147646 【22】申請日： 中華民國 100 (2011) 年 12 月 21 日 【11】公開編號：201327853 【43】公開日期： 中華民國 102 (2013) 年 07 月 01 日 【72】發 明 人： 丁志明 (TW) TING, JYH MING；柯淳仁 (TW) KE, CHUN REN
【71】申 請 人： 國立成功大學 NATIONAL CHENG KUNG UNIVERSITY 臺南市東區大學路 1 號 【74】代 理 人： 郭雨嵐；林發立 【56】參考文獻： TW 200507287A TW 200829334A TW 200823149A 審查人員：周楷智 [57]申請專利範圍 1. 一種光電極，其包含：(1) 一基板；以及(2) 一二氧化鈦層，其係由一介孔洞二氧化鈦 球珠所組成，該球珠之粒徑為 200-1000 nm，表面積為 50-100 m2 /g，孔隙度為 40-60%， 孔徑為 5-20nm，孔洞體積則為 0.20-0.30 cm3 /g，且該球珠中的二氧化鈦為銳鈦礦相。 2. 如申請專利範圍第 1 項所述之光電極，其中前述基板係金屬基板、或鍍有透明導電薄膜 之不導電透明基板。 3. 如申請專利範圍第 1 項所述之光電極，其中前述二氧化鈦層之厚度為 5-10 μm。 4. 如申請專利範圍第 1 項所述之光電極，其中前述介孔洞二氧化鈦球珠係藉由下列步驟製 備得出：(1) 將一空間劑及一含鈦前趨物加入乙醇中，進行溶膠凝膠反應，得出溶膠凝 膠產物，其中前述空間劑：含鈦前趨物：乙醇之莫耳比為 0.1-1：1：200-300；以及(2) 將前述溶膠凝膠產物置於水中，於 120-200℃反應 1-24 小時，得出前述介孔洞二氧化鈦 球珠。 5. 如申請專利範圍第 4 項所述之光電極，其中前述空間劑為三級胺。
11. 如申請專利範圍第 1 項所述之光電極，其於前述基板及前述二氧化鈦層之間進一步包含 一二氧化鈦奈米粒子層。 12. 如申請專利範圍第 11 項所述之光電極，其中前述二氧化鈦奈米粒子層係由二氧化鈦奈米 粒子所組成，非由前述介孔洞二氧化鈦球珠所組成。 13. 如申請專利範圍第 12 項所述之光電極，其中前述二氧化鈦奈米粒子層中的二氧化鈦係為 P25、ST-01、ST-21、ST-31、TTO-55S、ST-30L。 14. 如申請專利範圍第 1 項所述之光電極，其係應用於製造電池。 15. 一種製備如申請專利範圍第 1 項所述之光電極的方法，其包含下列步驟：(1) 提供一基 板；(2) 將一介孔洞二氧化鈦球珠塗布於前述基板上，得出一塗布層，其中該球珠之粒 徑為 200-1000 nm，表面積為 50-100 m2 /g，孔度為 40-60%，孔徑為 5-20nm，孔洞體積 則為 0.20-0.30 cm3 /g，且該球珠中的二氧化鈦為銳鈦礦相；以及(3) 以常溫壓法對得自 步驟(2)之塗布層施壓，以得出前述二氧化鈦層。 16. 如申請專利範圍第 15 項所述之方法，其中前述基板係金屬基板、或鍍有透明導電薄膜之 不導電透明基板。 17. 如申請專利範圍第 15 項所述之方法，其中步驟(1)及步驟(2)之間進一步包含下列步驟： 將一二氧化鈦奈米粒子塗布於前述基板上，以得出一二氧化鈦奈米粒子層，其中前述二 氧化鈦奈米粒子非為前述介孔洞二氧化鈦球珠。 18. 如申請專利範圍第 15 項所述之方法，其係應用於製造電池。 圖式簡單說明 第一圖(A)為本發明使用不同空間劑含量所得之溶膠凝膠產物(S)的 XRD 繞射圖。第一圖 (B)-(D)為本發明之二氧化鈦產物(H)的 XRD 繞射圖，字母「H」後的第一個數字代表空間劑 用量，第二個數字代表水熱溫度。 第二圖顯示本發明在空間劑用量為 0.75 g 條件下於 200℃水熱溫度製得之介孔洞二氧化鈦 球珠的 HRTEM 影像。 第三圖(A)係本發明在相同空間劑用量、不同水熱溫度條件下所得之介孔洞二氧化鈦球珠 的 XRD 繞射圖。第三圖(B)係市售二氧化鈦粉末 P25 及 ST41 的 XRD 繞射圖。 第四圖顯示本發明在空間劑用量為(A) 0.25g、(B) 0.50g、(C) 0.75 g 條件下於 200℃水熱溫 度製得之二氧化鈦產物的 SEM 影像。 第五圖(A)為包含散射層及二氧化鈦奈米粒子層之光電極構造示意圖。第五圖(B)為包含單 層二氧化鈦層之光電極構造示意圖。第五圖(C)為市售二氧化鈦 P25 與本發明之介孔洞二氧化 鈦球珠所構成之二氧化鈦層的放大示意圖。 (2) 8042
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