一种ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极及其制备方法

摘要

本发明涉及用于太阳能电池的ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极及其制备方法。该ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极是由按照从里到外顺序的ITO导电玻璃衬底、ZnO缓冲薄膜层、ZnO纳米线阵列层、CdTe纳米电缆层与CdS纳米晶保护层组成的。通过CdS和CdTe共敏化技术，使本发明的ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极的饱和光电流密度提高到12.4mA/cm2。本发明所涉及的制备工艺简单易行，成本低，产率高，具有非常好的市场应用前景。

权利要求

1.一种ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极，其特征在于该电缆阵列电极是由ITO导电玻璃衬底、ZnO缓冲薄膜层、ZnO纳米线阵列层、CdTe纳米电缆层与CdS纳米晶保护层组成的；其中在ITO导电玻璃衬底上是ZnO缓冲薄膜层，该ZnO缓冲薄膜层的厚度是20-40nm；

在ZnO缓冲薄膜层上是ZnO纳米线阵列层，在该ZnO纳米线阵列层中的ZnO纳米棒直径是50-100nm、长度0.5-3μm；

在ZnO纳米线阵列层上是CdTe纳米电缆层，该CdTe纳米电缆层的厚度是3-30nm；

在CdTe纳米电缆层上是CdS纳米晶保护层，该CdS纳米晶保护层的厚度是2-20nm；

2

饱和光电流密度达到12.4mA/cm。

2.根据权利要求1所述的ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极，其特征在于ZnO缓冲薄膜的厚度是25-35nm；在ZnO纳米线阵列层中，ZnO纳米线的直径是60-80nm、长度

0.8-2.5μm；CdTe纳米电缆层的厚度是5-25nm；CdS纳米晶保护层的厚度是4-15nm。

3.根据权利要求1所述的ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极制备方法，其特征在于该方法的步骤如下：A、ITO导电玻璃表面预处理

ITO导电玻璃表面顺序地用去离子水、丙酮、酒精与去离子水进行超声清洗，然后用吹-3 -5风机吹干，并立即转入射频磁控溅射镀膜机中，在真空度10 -10 Pa的条件下进行保护；

B、制备ZnO缓冲薄膜

把步骤A)得到的清洁ITO导电玻璃置于射频磁控溅射镀膜机中，ITO玻璃作为阳极基片在加热温度300～400℃与真空度0.1～10Pa的条件下溅射阴极ZnO靶材20～30分钟，生长一层ZnO缓冲薄膜层；

C、制备ZnO纳米线阵列

分别称量0.02～0.12g醋酸锌与0.04～0.18g六亚甲基四胺固体，将两种固体溶入到8～32ml去离子水中配制成水溶液，混合均匀后，把步骤B)制备的具有ZnO缓冲薄膜的ITO导电玻璃置于该溶液中，然后在温度90-95°C的加热设备中进行反应3～6小时，在所述的ZnO缓冲薄膜上生成ZnO纳米线阵列层；

D、制备CdTe纳米电缆层

K2TeO3水溶液配制方法：将0.08～0.18g氢氧化钾固体溶入到30-60ml去离子水中，在温度40-60℃与磁力搅拌下，再加入0.10～0.25g二氧化碲固体，停止加热，磁力搅拌直至澄清；

然后，分别称量0.30～0.80g氨三乙酸三钠盐与0.12～0.28g醋酸镉二水合物，把它们同时加到上述K2TeO3水溶液中，磁力搅拌直至澄清，使用上海辰华仪器有限公司销售的CHI660D电化学沉积设备，把步骤C)制备的具有ZnO纳米线阵列的ITO导电玻璃作为工作电极，饱和甘汞电极作为参比电极，Pt片为对电极，在室温下，在沉积电压-0.6～-1.0V与沉积电量0.6C～1.1C的条件下在其溶液中进行反应5～30分钟，在所述的ZnO纳米线阵列层上沉积得到CdTe纳米电缆层；

E、制备CdS纳米晶保护层

0.2～0.5g硫化钠固体溶入10ml甲醇，均匀溶解得到硫化钠甲醇溶液；

0.3g～1.3g醋酸镉固体溶入10ml酒精，均匀溶解得到醋酸镉酒精溶液；

把在步骤D)得到的具有CdTe纳米电缆层的ITO导电玻璃放在所述的硫化钠甲醇溶液中浸泡2～10min，取出沥干后再放入所述的醋酸镉酒精溶液浸泡2～10min；如此浸泡循环5～25次；

退火后得到所述的ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述的ITO导电玻璃用去离子水、丙酮、酒精与去离子水分别进行超声清洗5-15分钟。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于把步骤A)得到的清洁ITO导电玻璃置于脉冲激光沉积设备中，使用准分子激光器与ZnO陶瓷靶，在加热温度300°C～400°C与真空度0.1～10Pa的条件下进行沉积，生长一层ZnO缓冲薄膜。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于在制备ZnO纳米线阵列层时，在温度92～

94°C的烘箱中进行反应3.5～4.5小时，在所述的ZnO缓冲薄膜上生成ZnO纳米线阵列层。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于在步骤D)使用0.10～0.16g氢氧化钾、

0.14～0.20g二氧化碲（TeO2）固体、0.40～0.70g氨三乙酸三钠盐与0.16～0.24g醋酸镉二水合物。

8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于在步骤D)得到的具有CdT e纳米电缆层的ITO导电玻璃放在所述的硫化钠甲醇溶液中浸泡4～8min；取出沥干后再放入醋酸镉酒精溶液中浸泡4～8min。

9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于在所述的硫化钠甲醇溶液中浸泡与在所述的醋酸镉酒精溶液中浸泡循环10～15次。

10.根据权利要求3所述的方法，其特征在于在步骤E)中，所述的退火是在温度200～

450℃与氩气或氮气气氛下反应1小时。

说明书

一种ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极及其制备方法

【技术领域】

[0001] 本发明属于半导体纳米材料技术领域。更具体地，本发明涉及用于太阳能电池的ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极，还涉及所述ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极的制备方法。【背景技术】

[0002] 近年来，由于半导体量子点或纳米晶具有吸收效率较高、禁带宽度可调、抗光降解性能高及多激子产生效应等优点，一维阵列电极则能有效减少电子散射和电子传输路径，提高电子扩散长度和光伏路径，研究人员逐渐采用量子点或纳米晶来敏化一维氧化物纳米阵列电极，以制备半导体敏化太阳能电池(简称SSSC)。在SSSC结构中，由于ZnO和TiO2禁带宽度较宽，对可见光的透过率较高，且化学和光稳定性较高，所以通常用作为核心电极，常用的量子点材料一般是PbS、CdSe、CdS和CdTe等，其中由于CdTe有较高的光学系数和较窄的带隙(1.5eV，与太阳光谱非常匹配)，对提高光的吸收效率非常有利。然而，当采用纳米晶或量子点来敏化电极时，敏化剂的载量非常有限，并且量子点(或纳米晶)/电解液界面及ZnO/量子点(或纳米晶)界面处的电子复合损失严重，进而影响电极的光电化学性能。为了解决上述问题，制备氧化物纳米阵列(核)/半导体(壳)结构(即纳米电缆)电极是一种不错的选择。例如Yong等人制备的ZnO/CdS纳米电缆阵列电极型电池，效率提高到3.53％，参见Tak Y.等人，《J.Mater.Chem.》2009，19(33)，第5945-5951页；Myung Y.等人，《ACSNano》，2010，4(7)，第3789-3800页。最近，本发明人采用ZnO/CdTe纳米电缆2
阵列电极构筑电池，饱和光电流达到了6mA/cm，Xina Wang等人，《ACSNano》，2010，4(6)，第
3302-3308页。

[0003] 此外，双层或多层纳米晶共敏化技术也被用来改善电池的光伏性能。例如，Minsu seoul等人则采用CdS和CdSe量子点共敏化ZnO纳米线技术， 通过内层CdS作为籽晶来提高外层CdSe的光学性能，并利用CdS和CdSe之间的协调效应，进而更利于电子的前向传2
输，使电池的饱和光电流和效率分别提高到9.15mA/cm，优于单独使用CdS或CdSe的结果，参见Minsu seoul等人，《Electrochemistry communications》，2010，12，第1416-1418页，刘勇等人利用CdS/CdSe量子点双敏化TiO2纳米线薄膜，通过在5μm的TiO2纳米线上修饰
2
双量子点，将电池的饱和电流和效率分别提高到7.92mA/cm 和1.14％，参见Ming Li等人，《J.Appl.Phys》，2010，108，094304]。然而，目前多层敏化结构电极的研究还局限于CdS和CdSe共敏化体系，对CdTe参与的共敏化技术则很少涉及。

[0004] 总概而言，现有技术还存在一些缺陷或不足。首先是吸收光谱的范围有限；其次是电极与电解液长时间接触时，容易被腐蚀，化学和电学稳定性均差；最后是制备工艺复杂，不易控制和重复。

[0005] 鉴于现有技术存在的缺陷，本发明人在总结现有技术的基础上，经过大量实验研究，终于完成了本发明。【发明内容】

[0006] [要解决的技术问题]

[0007] 本发明的目的是提供一种ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极。

[0008] 本发明的另一个目的是提供所述ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极的制备方法。 [0009] [技术方案]

[0010] 本发明是通过下述技术方案实现的。

[0011] 本发明涉及一种ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极。

[0012] 该ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极是由ITO导电玻璃衬底、ZnO缓冲薄膜层、ZnO纳米线阵列层、CdTe纳米电缆层与CdS纳米晶保护层组成的；其中：

[0013] 在ITO导电玻璃衬底上是ZnO缓冲薄膜层，该ZnO缓冲薄膜层的厚度是20-40nm； [0014] 在ZnO缓冲薄膜层上是ZnO纳米线阵列层，在该ZnO纳米线阵列层中的ZnO纳米棒直径是50-100nm、长度0.5-3μm；

[0015] 在ZnO纳米线阵列层上是CdTe纳米电缆层，该CdTe纳米电缆层的厚度是3-30nm； [0016] 在CdTe纳米电缆层上是CdS纳米晶保护层，该CdS纳米晶保护层的厚度是2-20nm；

[0017] 饱和光电流密度达到12.4mA/cm2。

[0018] 根据本发明的一种优选实施方式，所述的ZnO缓冲薄膜的厚度是25-35nm。 [0019] 在ZnO纳米线阵列层中，ZnO纳米棒的直径是60-80nm、长度0.8-2.5μm；CdTe纳米电缆层的厚度是5-25nm；CdS纳米晶保护层的厚度是4-15nm。

[0020] 本发明还涉及所述ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极的制备方法。 [0021] 该方法的步骤如下：

[0022] A、ITO导电玻璃表面预处理

[0023] ITO导电玻璃表面顺序地用去离子水、丙酮、酒精与去离子水进行超声清洗，然后-3 -5用吹风机吹干，并立即转入射频磁控溅射镀膜机中，在真空度10 -10 Pa的条件下进行保护；

[0024] B、制备ZnO缓冲薄膜

[0025] 把步骤A)得到的清洁ITO导电玻璃置于射频磁控溅射镀膜机中，ITO玻璃作为阳极基片在加热温度300～400℃与真空度0.1～10Pa的条件下溅射阴极ZnO靶材20～30分钟，生长一层ZnO缓冲薄膜层；

[0026] C、制备ZnO纳米线阵列

[0027] 分别称量0.02g～0.12g醋酸锌与0.04～0.18g六亚甲基四胺固体，将两种固体一起加入8～32ml去离子水配制成水溶液，混合均匀后，把步骤B)制备的具有ZnO缓冲薄膜的ITO导电玻璃置于该混合溶液中，然后在温度90-95°C的加热设备中进行反应3-6小时，在所述的ZnO缓冲薄膜上生成ZnO纳米线阵列层；

[0028] D、制备CdTe纳米电缆层

[0029] K2TeO3水溶液配制方法：将0.08～0.18g氢氧化钾固体溶入到30-60ml去离子水中，在温度40-60°C与磁力搅拌下，再加入0.10～0.25gg二氧化碲固体，停止加热，磁力搅拌直至澄清；然后，分别称量0.30～0.80g氨三乙酸三钠盐与0.12～0.28g醋酸镉二水合物，把它们同时加到上述K2TeO3水溶液中，磁力搅拌直至澄清。使用上海辰华仪器有限公司销售的CHI660D电化学沉积设备，把步骤C)制备的具有ZnO纳米线阵列的ITO导 [0030] 电玻璃作为工作电极，饱和甘汞电极作为参比电极，Pt片为对电极，在室温下，在沉积电压-0.6～-1.0V与沉积电量0.6C～1.1C的条件下在其溶液中进行反应5～30分钟，在所述的ZnO纳米线阵列层上沉积得到CdTe纳米电缆层；

[0031] E、制备CdS纳米晶保护层

[0032] 0.2～0.5g硫化钠固体溶入10ml甲醇，均匀溶解得到硫化钠甲醇溶液； [0033] 0.3g～1.3g醋酸镉固体溶入10ml酒精，均匀溶解得到醋酸镉酒精溶液； [0034] 把在步骤D)得到的具有CdTe纳米电缆层的ITO导电玻璃放在所述的硫化钠甲醇溶液中浸泡2～10min，取出沥干后再放入所述的醋酸镉酒精溶液浸泡2～10min；如此浸泡循环5～25次；

[0035] 退火后得到所述的ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极。

[0036] 根据本发明的另一种优选实施方式，所述的ITO导电玻璃用去离子水、丙酮、酒精与去离子水分别进行超声清洗5～15分钟。

[0037] 根据本发明的另一种优选实施方式，把步骤A)得到的清洁ITO导电玻璃置于脉冲激光沉积设备中，使用准分子激光器与ZnO陶瓷靶，在加热温度300°C～400°C与真空度0.1～10Pa的条件下进行沉积，生长一层ZnO缓冲薄膜。

[0038] 根据本发明的另一种优选实施方式，在制备ZnO纳米线阵列层时，在温度92～94°C的烘箱中进行反应3.5～4.5小时，在所述的ZnO缓冲薄膜上生成ZnO纳米线阵列层。

[0039] 根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤D)使用0.10～0.16g氢氧化钾（KOH）、0.14～0.20g二氧化碲（TeO2）固体，0.40～0.70g氨三乙酸三钠盐与0.16～0.24g醋酸镉二水合物。

[0040] 根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤D)得到的具有CdTe纳米电缆层的ITO导电玻璃放在所述的硫化钠甲醇溶液中浸泡 4～8min；取出沥干后再放入所述的醋酸镉酒精溶液浸泡4～8min。

[0041] 根据本发明的另一种优选实施方式，在所述的硫化钠甲醇溶液中浸泡与在所述的醋酸镉酒精溶液中浸泡循环10～15次。

[0042] 根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤E)中，所述的退火是在温度200～450℃与氩气或氮气气氛下反应1小时。

[0043] 下面将更详细地描述本发明。

[0044] 本发明涉及一种ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极。

[0045] 该电缆阵列电极是由ITO导电玻璃衬底、ZnO缓冲薄膜层、ZnO纳米线阵列层、CdTe纳米电缆层与CdS纳米晶保护层组成的；其中：

[0046] 在ITO导电玻璃衬底上是ZnO缓冲薄膜层，该ZnO缓冲薄膜层的厚度是20-40nm； [0047] 在ZnO缓冲薄膜层上是ZnO纳米线阵列层，在该ZnO纳米线阵列层中的ZnO纳米棒直径是50-100nm、长度0.5-3μm；

[0048] 在ZnO纳米线阵列层上是CdTe纳米电缆层，该CdTe纳米电缆层的厚度是3-30nm； [0049] 在CdTe纳米电缆层上是CdS纳米晶保护层，该CdS纳米晶保护层的厚度是2-20nm。

[0050] ITO导电玻璃是高电阻玻璃、普通玻璃或低电阻玻璃。

[0051] 优选地，ZnO缓冲薄膜的厚度是25-35nm；

[0052] 在ZnO纳米线阵列层中，ZnO纳米棒的直径是60-80nm、长度0.8-2.5μm； [0053] CdTe纳米电缆层的厚度是5-25nm；

[0054] CdS纳米晶保护层的厚度是4-15nm。

[0055] 饱和光电流密度达到12.4mA/cm2。

[0056] 本发明ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极的各层厚度是采用场发射扫描电镜的方法测定的，使用的测定仪器的型号是JEOL,JSM-6700F。该仪器的测定条件是在室温条件下进行。

[0057] 本发明的ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极结构示于附图1中，其中灰色表示ITO衬底，绿色表示ZnO薄膜层，红色表示在ITO衬底上生长的氧化锌纳米线；蓝色表示在氧化锌纳米线外的CdTe壳层；黄色表示在CdTe壳层外沉积的CdS晶体层。

[0058] 本发明涉及一种ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极的制备方法。

[0059] 本发明采用CdTe和CdS来共敏化ZnO纳米线阵列，即形成ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极，其制备方法是在ITO导电玻璃衬底上制备ZnO纳米线阵列。这种ZnO纳米棒的制备方法主要有热蒸发，水热法，凝胶-溶胶法，脉冲激光沉积法。其中水热法由于具有工艺简单、价格低廉、对环境友好及可控性高等优点，备受研究者的青睐。本发明人利用温度、时间和压强控制纳米线的长度和直径。

[0060] 然后，制备CdTe纳米电缆层。CdTe纳米电缆层的制备方法主要包括化学水浴法和电化学沉积法，前者虽然工艺简单，但沉积的纳米晶体均匀性较差，厚度不易控制且重复性不好，参见XueboCao等人，《Phys.Chem.》，2008，112，第20560–20566页。相对而言，电化学沉积方法简单，工艺可控性和重复性均很高，且非常适于本发明中提到的ITO导电玻璃衬底上的沉积。于是，本发明人提出在ZnO上沉积CdTe时使用近中性电解液，以避免强酸或碱性电解液对ZnO的刻蚀问题，请参见Xina Wang等人，《ACS Nano》，2010，4（6），第3302–3308页。此外，通过控制电化学沉积时流经电极的电量，可以对沉积的厚度进行控制，通过选择合适的浓度可以获得较好的ZnO/CdTe界面并提高CdTe纳米电缆层的结晶质量。

[0061] 最后，制备CdS纳米晶保护层，其制备方法包括化学水浴沉积和连续离子层吸附和反应，前者是直接将样品浸泡在前驱液中反应一定的时间即获得CdS纳米晶粒，其结果是纳米晶保护层结构不稳定，还由于长时间的沉积而导致发生克肯达耳效应，后者则通过2+ 2-
依次在含有Cd 和S 的前驱液中短时间浸泡，利用离子的吸附和反应来获得 原子层的CdS，通过改变循环次数来控制纳米晶的厚度。

[0062] 本发明的制备工艺既实现了CdTe纳米晶在ZnO表面的连续分布从而降低电极与电解液间的电子复合损失，又克服了ZnO/CdTe界面的化学稳定性差以及有限的光吸收率等问题，同时灵活控制了CdTe和CdS的载量及厚度进而提高光吸收效率。并且，由于CdTe和CdS均为立方相且均在水相中沉积，二者有很好的浸润性和工艺兼容性，很容易获得较高的CdTe/CdS界面质量，这对电子沿纳米电缆径向的传输非常有利。因此，本发明人提出的ZnO/CdTe/CdS双壳层纳米电缆电极既能有效克服界面缺陷，又大大改善了光吸收效率和光电化学性能。

[0063] ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极制备方法步骤如下：

[0064] A、ITO导电玻璃表面预处理

[0065] ITO导电玻璃表面顺序地用去离子水、丙酮、酒精与去离子水进行超声清洗，然后-3 -5用吹风机吹干，并立即转入射频磁控溅射镀膜机中，在真空度10 -10 Pa的条件下进行保护。

[0066] 所述的ITO导电玻璃分别用去离子水、丙酮、酒精与去离子水进行超声清洗5-15分钟。

[0067] ITO导电玻璃是在钠钙基或硅硼基基片玻璃的基础上，采用磁控溅射法在其上镀一层氧化铟锡(俗称ITO)膜的玻璃。ITO膜层的主要成份是氧化铟锡。在厚度只有几千埃的情况下，氧化铟透过率高，氧化锡导电能力强。由于ITO具有很强的吸水性，所以会吸收空气中的水份和二氧化碳，发生化学反应而变质，在存放时要防潮。因此，ITO导电玻璃在清洗后立即转入射频磁控溅射镀膜机中。

[0068] ITO导电玻璃有电阻150-500欧姆的高电阻玻璃、电阻60-150欧姆的普通玻璃与电阻小于60欧姆的低电阻玻璃。

[0069] 本发明使用的是深圳莱宝高科技股份有限公司生产的低电阻10-15欧的ITO，它是目前市场上销售的产品，例如芜湖长信科技股份有限公司、合肥科晶材料技术有限公司生产的产品。

[0070] 所述的去离子水是在化工技术领域里通常使用的除去了呈离子形式杂质后的纯水。所述的丙酮、酒精是不含有水的，是化工技术领域里通常使用的产品。 [0071] 根据本发明，所述的超声清洗应该理解是让超声波作用于清洗溶液，以更有效地除去在ITO导电玻璃表面上存在的油污及其他杂质的过程。本发明在超声清洗过程中使用的超声清洗设备是目前市场上销售的产品，例如深圳市科达超声自动化设备有限公司生产的超声波清洗机。

[0072] 射频磁控溅射镀膜机是目前市场上销售的产品，例如成都齐兴真空镀膜技术有限公司生产的产品。

[0073] B、制备ZnO缓冲薄膜

[0074] 把步骤A)得到的清洁ITO导电玻璃置于射频磁控溅射镀膜机中，ITO玻璃作为阳极基片在加热温度300～400℃与真空度0.1～10Pa的条件下溅 射阴极ZnO靶材20～30min，生长一层ZnO缓冲薄膜层；

[0075] 磁控溅射是电子在电场的作用下加速飞向基片的过程中与氩原子发生碰撞，电离出大量的氩离子和电子，电子飞向基片。氩离子在电场的作用下加速轰击靶材，溅射出大量的靶材原子，呈中性的靶原子(或分子)沉积在基片上而形成薄膜。磁控溅射就是以磁场束缚和延长电子的运动路径，改变电子的运动方向，提高工作气体的电离率和有效利用电子的能量。

[0076] 射频磁控溅射镀膜机工作基本参数有磁场强度为50～300G、电场强度为300～800V，功率密度为30W/cm，加热温度0℃～300℃，溅射时间是10～30min等。优选地，在射频磁控溅射镀膜时的加热温度是320℃-380℃、真空度是0.1～10Pa，溅射时间是22-28分钟。

[0077] 更优选地，在射频磁控溅射镀膜时的加热温度是340℃-360℃、真空度是0.1～10Pa，溅射时间是24-26分钟。

[0078] 或者，把步骤A)得到的清洁ITO导电玻璃置于脉冲激光沉积设备中，使用准分子激光器与ZnO陶瓷靶，在加热温度300℃-400℃与真空度0.1～10Pa的条件下进行沉积，生长一层ZnO缓冲薄膜。

[0079] 脉冲激光沉积设备是目前市场上销售的设备，例如沈阳聚智真空设备有限公司生产的PLD脉冲激光溅射沉积设备。

[0080] 准分子激光器是以准分子为工作物质的一类气体激光器件。本发明使用的准分子激光器是目前市场上销售的设备，例如是中国科学院沈阳仪器研制中心有限公司销售的准分子激光器。

[0081] ZnO陶瓷靶是采用磁控溅射或电子束蒸发方法获得高质量ZnO薄膜所必需的ZnO靶材。本发明使用的ZnO陶瓷靶是目前市场上销售的，例如北京蒙泰有研技术公司开发中心销售的ZnO陶瓷靶。

[0082] C、制备ZnO纳米线阵列

[0083] ZnO纳米棒阵列是采用水热法制备的。

[0084] 分别称量0.02～0.12g醋酸锌与0.04～0.18g六亚甲基四胺固体，将两种固体一起加入8～32ml去离子水中配制成水溶液，混合均匀后，把步骤B)制备的具有ZnO缓冲薄膜的ITO导电玻璃置于该混合溶液中，然后在温度90-95℃的加热设备中进行反应3-6小时，在所述的ZnO缓冲薄膜上生成 ZnO纳米线阵列层；

[0085] 所述的加热设备是人们通常使用的加热设备，例如烘箱。

[0086] 该反应在温度90-95℃下进行3-6小时，如果该反应不足3小时，则ZnO纳米线不够长；如果该反应超过6小时，则ZnO纳米线停止生长，表面出现断层，优选地，该反应是4-5小时。

[0087] D、制备CdTe纳米电缆层

[0088] CdTe纳米电缆层是采用电化学沉积的方法制备的。

[0089] K2TeO3水溶液配制的方法：将0.08～0.18g氢氧化钾(KOH)固体溶入到30-60ml去离子水中，在温度40-60℃与磁力搅拌下，再加入0.10～0.25gg二氧化碲(TeO2)固体，停止加热，磁力搅拌直至澄清；

[0090] 然后，分别称量0.30～0.80g氨三乙酸三钠盐与0.12～0.28g醋酸镉二水合物，把它们同时加到上述K2TeO3水溶液中，磁力搅拌直至澄清。使用上海辰华仪器有限公司销售的CHI660D电化学沉积设备，把步骤C)制备的具有ZnO纳米线阵列的ITO导电玻璃作为工作电极，饱和甘汞电极作为参比电极，Pt片为对电极，在室温下，在沉积电压-0.6～-1.0V与沉积电量0.6C-1.1C的条件下进行反应5～30min，在所述的ZnO纳米线阵列层上沉积得到一层CdTe纳米电缆层。

[0091] 这个步骤使用的设备可以是CHI660D电化学工作站，例如上海辰华仪器有限公司销售的设备。

[0092] 氨三乙酸三钠盐在体积30-60ml K2TeO3水溶液中的质量是0.30～0.80g，如果氨三乙酸三钠盐的质量低于0.30g，则会造成沉积困难；如果氨三乙酸三钠盐的质量高于0.80g，则会腐蚀样品；因此氨三乙酸三钠盐的质量0.30～0.80g是合适的。 [0093] 乙酸镉二水合物在体积30-60ml K2TeO3水溶液中的质量是0.12～0.28g时，如果乙酸镉二水合物的质量低于0.12g，则会造成Cd离子不足，出现二氧化碲；如果乙酸镉二水合物的质量高于0.28g，则会不易沉积；因此乙酸镉二水合物的质量0.12～0.28g是合适的。

[0094] 优选地，在这个步骤使用0.10～0.16g氢氧化钾(KOH)、0.14～0.20g二氧化碲(TeO2)固体，0.40～0.70g氨三乙酸三钠盐、0.16～0.24g醋酸镉二水 合物。 [0095] E、制备CdS纳米晶保护层

[0096] CdS纳米晶是采用连续离子层吸附和反应的方法制备。

[0097] 0.2-0.5g硫化钠固体溶入10ml甲醇，混匀得到硫化钠甲醇溶液； [0098] 0.3g-1.3g醋酸镉固体溶入10ml酒精，混匀得到醋酸镉酒精溶液； [0099] 把在步骤D)得到的具有CdTe纳米电缆层的ITO导电玻璃放在所述的硫化钠甲醇溶液中浸泡2-10min，取出沥干后再放入所述的醋酸镉酒精溶液浸泡2-10min；如此浸泡循环5-25次。

[0100] 退火后得到所述的ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极。

[0101] 优选地，如此浸泡循环8-20次，更优选地，如此浸泡循环10-15次。 [0102] 在这个步骤中，所述的退火是在温度200～450℃与氩气或氮气气氛下反应1小时。

[0103] 制备得到的ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极进行了X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、UV吸收谱与电流密度与电压(J-V)特性曲线分析。

[0104] X射线衍射分析使用的仪器是D8-FOCUS，测定条件是0.05°/每步扫描。 [0105] 扫描电子显微镜是FE-SEM；JEOL，JSM-6700F，测定是在电压5-10kV的条件下进行的。

[0106] UV吸收谱分析使用的仪器是UV360，测定是在常温常压下进行的。 [0107] 电流密度与电压(J-V)特性曲线分析使用的仪器是CHI660D，测定是在常温常压下进行的。

[0108] 这些分析结果分别列于附图2-5中。

[0109] 附图2是本发明ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极的XRD图。由附图2可以看出ZnO纳米棒阵列为六角纤锌矿结构(图2a)，CdTe为多晶取向的立方结构(图2b)，外层CdS是多晶立方结构，且对应多个晶向(图2c)。

[0110] 附图3是本发明ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极的SEM图。由附图3可以看出ZnO纳米线的直径是50-100nm，且与衬底呈一定夹角排列，而CdTe层是沿着ZnO方向生长，壳层的厚度大约3-30nm，其外层CdS颗粒 均沿CdTe壳层方向生长，纳米晶体厚度2-20nm。 [0111] 附图4是本发明ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极的UV吸收谱。由附图4可以看出，ZnO纳米棒的UV吸收谱位于约378nm，在ZnO纳米棒外层包裹了CdTe后，其UV吸收谱提高到约700nm，生长CdS纳米晶后吸收谱范围红移到约850nm，与前两者相比具有更优异的光学质量。

[0112] 附图5是本发明ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极的J-V曲线。附图5的结果表2
明，ZnO/CdTe纳米电缆阵列的饱和电流密度为6.5mA/cm，ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电
2
极的饱和电流密度为12.4mA/cm，相比较而言，双层敏化壳层具有更好的光电化学性能。 [0113] [有益效果]

[0114] 本发明的有益效果是：

[0115] 本发明采用磁控溅射法在ITO衬底上制备高质量的ZnO籽晶薄膜，并利用水热法生长ZnO单晶纳米棒阵列，通过改变生长时间、温度和压力实现ZnO纳米棒的直径在50-100nm、长度在0.5-3μm内可控。这种方法简单低廉，参数易控制且比较环保。本发明制备的双壳层纳米电缆阵列结构电极，提高了电池的光电化学性能，较之量子点敏化结构，有效克服了界面层的晶格缺陷，降低了氧化物电极与电极，量子点之间，量子点与电解液之间传输时产生的非辐射复合损失。本发明在工艺上易于实现对纳米结构的控制，所制备的双壳层纳米电缆阵列的结晶性能、界面质量都很高。所制备的ZnO纳米线阵列尺寸非常适于CdS与CdTe均匀沉积，且通过调节沉积电量可以控制CdTe壳层厚度达到3-30nm，通过改变循环次数控制CdS厚度达到2-20nm，进而对整个ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列的结构进行调控，通过CdS和CdTe共敏化技术，使ZnO/CdTe纳米电缆阵列的光电流饱和密度从
2 2
6.5mA/cm 提高到ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列的12.4mA/cm。本发明的CdTe比CdS禁带宽度小，CdS在外层起到保护作用；而现有技术[Minsu seoul等人，《Electrochemistry communications》，2010，12，第1416-1418页]CdS的禁带宽度比CdSe大，二者接触时校准了费米能级。与现有技术[Minsu seoul等人，《Electrochemistry communications》，2010，
12，第1416-1418页]相比，本发明的优点是吸收光谱的范围变大，且化学和光 学稳定性均好。本发明的ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极克服了现有技术量子点分散性不高及化学稳定性较差的问题，在ZnO/CdTe表面层直接钝化了一层CdS晶粒，既扩大了光吸收范围，也提高了电极的化学稳定性，为提高电池的转换效率打下一定基础。
【附图说明】

[0116] 图1是本发明ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极结构图。

[0117] 红色表示在ITO衬底上生长的氧化锌纳米线；

[0118] 蓝色表示在氧化锌纳米线外的CdTe壳层；

[0119] 黄色表示在CdTe壳层外沉积的CdS晶体层。

[0120] 图2是本发明ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极的XRD图。

[0121] a-ZnO纳米线、b-ZnO/CdTe纳米电缆、

[0122] c-ZnO/CdTe/CdS纳米电缆。

[0123] 图3是本发明ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极的SEM图。

[0124] a-ZnO纳米线、b-ZnO/CdTe纳米电缆、

[0125] c-分别对应的是ZnO/CdTe/CdS纳米电缆。

[0126] 图4是本发明ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极的UV吸收谱。

[0127] a-ZnO纳米线、b-ZnO/CdTe纳米电缆、

[0128] c-ZnO/CdTe/CdS纳米电缆。

[0129] 图5是本发明ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极的J-V曲线。

[0130] a-ZnO纳米棒线、b-ZnO/CdTe纳米电缆、

[0131] c-ZnO/CdTe/CdS纳米电缆。【具体实施方式】

[0132] 下面通过实施例将能够更好地理解本发明。

[0133] 实施例1：ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极的制备

[0134] 制备步骤如下：

[0135] A、ITO导电玻璃表面预处理

[0136] ITO导电玻璃表面顺序地用去离子水、丙酮、酒精与去离子水进行超声清洗，然后用吹风机吹干，并立即转入成都齐兴真空镀膜技术有限公司生产的射频磁控溅射镀膜机-3中，在真空度10 Pa的条件下进行保护；

[0137] B、制备ZnO缓冲薄膜

[0138] 把步骤A)得到的清洁ITO导电玻璃置于该射频磁控溅射镀膜机中，ITO玻璃作为阳极基片在加热温度300℃与真空度0.1Pa的条件下溅射阴极ZnO靶材30分钟，生长一层ZnO缓冲薄膜层；

[0139] C、制备ZnO纳米线阵列

[0140] 分别称量0.056g醋酸锌与0.0440g六亚甲基四胺固体，将两种固体一起加入20ml去离子水配制成水溶液，混合均匀后，把步骤B)制备的具有ZnO缓冲薄膜的ITO导电玻璃置于该混合溶液中，然后在温度92℃的加热设备中进行反应5小时，在所述的ZnO缓冲薄膜上生成ZnO纳米线阵列层；

[0141] D、制备CdTe纳米电缆层

[0142] K2TeO3水溶液配制的方法：将0.085g氢氧化钾(KOH)固体溶入到30-60ml的去离子水中，在温度60℃与磁力搅拌下，再加入01180g二氧化碲(TeO2)固体，停止加热，磁力搅拌直至澄清；

[0143] 然后，分别称量0.3340g氨三乙酸三钠盐与0.1350g醋酸镉二水合物，把它们同时加到上述K2TeO3水溶液中，磁力搅拌直至澄清。

[0144] 使用上海辰华仪器有限公司销售的CHI660D电化学沉积设备，把步骤C)制备的具有ZnO纳米线阵列的ITO导电玻璃作为工作电极，饱和甘汞电极作为参比电极，Pt片为对电极，在室温下，在沉积电量0.6C与沉积电压-1.0V的条件下在其溶液中进行反应5分钟，在所述的ZnO纳米线阵列层上沉积得到CdTe纳米电缆层；

[0145] E、制备CdS纳米晶保护层

[0146] 0.4g硫化钠固体溶入10ml甲醇，混匀得到硫化钠甲醇溶液；

[0147] 1.3g醋酸镉固体溶入10ml酒精，混匀得到醋酸镉酒精溶液；

[0148] 把在步骤D)得到的具有CdTe纳米电缆层的ITO导电玻璃放在所述的硫化钠甲醇溶液中浸泡2min，取出沥干后再放入所述的醋酸镉酒精溶液浸泡2min；如此浸泡循环10次。

[0149] 然后，使用北京七星华创电子股份有限公司销售的单管程控扩散炉，在温度350℃与氩气气氛下退火1小时，得到所述的ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极。

[0150] 采用本说明书中描述的方法测定得到：

[0151] ZnO缓冲薄膜层的厚度是20nm；

[0152] 在ZnO纳米线阵列层中，ZnO纳米棒的直径是50nm与长度3μm；

[0153] CdTe纳米电缆层的厚度是20nm；

[0154] CdS纳米晶保护层的厚度是10nm；

[0155] 饱和光电流密度达到12.4mA/cm2。

[0156] 实施例2：ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极的制备

[0157] 制备步骤如下：

[0158] A、ITO导电玻璃表面预处理

[0159] ITO导电玻璃表面顺序地用去离子水、丙酮、酒精与去离子水进行超声清洗，然后用吹风机吹干，并立即转入成都齐兴真空镀膜技术有限公司生产的射频磁控溅射镀膜机-4中，在真空度10 Pa的条件下进行保护；

[0160] B、制备ZnO缓冲薄膜

[0161] 把步骤A)得到的清洁ITO导电玻璃置于该射频磁控溅射镀膜机中，ITO玻璃作为阳极基片在加热温度360℃与真空度10Pa的条件下溅射阴极ZnO靶材24分钟，生长一层ZnO缓冲薄膜层；

[0162] C、制备ZnO纳米线阵列

[0163] 按照与实施例1相同的方式分别称量0.0280g醋酸锌与0.0440g六亚甲基四胺固体，将两种固体一起加入20ml去离子水配制成水溶液，混合均匀后，把步骤B)制备的具有ZnO缓冲薄膜的ITO导电玻璃置于该混合溶液中，然后在温度92℃的加热设备中进行反应4小时，在所述的ZnO缓冲薄膜上生成ZnO纳米线阵列层；

[0164] D、制备CdTe纳米电缆层

[0165] K2TeO3水溶液配制的方法：称量0.1620g氢氧化钾(KOH)固体溶入到30ml的去离子水中，在温度60℃下磁力搅拌后，加入0.2336g二氧化碲(TeO2)固体，停止加热，磁力搅拌直至澄清；

[0166] 然后，分别称量0.6680g氨三乙酸三钠盐与0.2700g醋酸镉二水合物，把它们同时加到上述K2TeO3水溶液中，磁力搅拌直至澄清。

[0167] 使用上海辰华仪器有限公司销售的CHI660D电化学沉积设备，把步骤 C)制备的具有ZnO纳米线阵列的ITO导电玻璃作为工作电极，饱和甘汞电极作为参比电极，Pt片为对电极，在室温下，在沉积电量0.8C与沉积电压-1.0V条件的条件下在其溶液中进行反应30分钟，在所述的ZnO纳米线阵列层上沉积得到CdTe纳米电缆层；

[0168] E、制备CdS纳米晶保护层

[0169] 0.5g硫化钠固体溶入10ml甲醇，混匀得到硫化钠甲醇溶液；

[0170] 1.0g醋酸镉固体溶入10ml酒精，混匀得到醋酸镉酒精溶液；

[0171] 把在步骤D)得到的具有CdTe纳米电缆层的ITO导电玻璃放在所述的硫化钠甲醇溶液中浸泡2-6min，取出沥干后再放入所述的醋酸镉酒精溶液浸泡2-6min；如此浸泡循环15次。

[0172] 然后，使用北京七星华创电子股份有限公司销售的单管程控扩散炉，在温度250℃与氩气气氛下退火1小时，得到所述的ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极。

[0173] 采用本说明书中描述的方法测定得到：

[0174] ZnO缓冲薄膜层的厚度是34nm；

[0175] 在ZnO纳米线阵列层中，ZnO纳米棒的直径是80nm与长度2μm；

[0176] CdTe纳米电缆层的厚度是12nm；

[0177] CdS纳米晶保护层的厚度是2nm；

[0178] 饱和光电流密度达到8.18mA/cm2。

[0179] 实施例3：ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极的制备

[0180] 制备步骤如下：

[0181] A、ITO导电玻璃表面预处理

[0182] ITO导电玻璃表面顺序地用去离子水、丙酮、酒精与去离子水进行超声清洗，然后用吹风机吹干，并立即转入成都齐兴真空镀膜技术有限公司生产的射频磁控溅射镀膜机-5中，在真空度10 Pa的条件下进行保护；

[0183] B、制备ZnO缓冲薄膜

[0184] 把步骤A)得到的清洁ITO导电玻璃置于该射频磁控溅射镀膜机中，ITO玻璃作为阳极基片在加热温度340℃与真空度6Pa的条件下溅射阴极ZnO靶材30分钟，生长一层ZnO缓冲薄膜层；

[0185] C、制备ZnO纳米线阵列

[0186] 按照与实施例1相同的方式0.1120g醋酸锌和0.1740g六亚甲基四胺固体溶入20ml的去离子水中，均匀溶解后，将这两种溶液混合均匀后，把步骤B)制备的具有ZnO缓冲薄膜的ITO导电玻璃置于该混合溶液中，然后在温度92℃的加热设备中进行反应5小时，在所述的ZnO缓冲薄膜上生成ZnO纳米线阵列层；

[0187] D、制备CdTe纳米电缆层

[0188] K2TeO3水溶液配制的方法：将0.0817g氢氧化钾(KOH)溶入到30ml的去离子水中，在60℃温度下磁力搅拌后，加入0.1186g二氧化碲(TeO2)固体，停止加热，磁力搅拌直至澄清；

[0189] 然后，分别称量0.3360g氨三乙酸三钠盐与0.1350g醋酸镉二水合物，把它们同时加到上述K2TeO3水溶液中，磁力搅拌直至澄清。

[0190] 使用上海辰华仪器有限公司销售的CHI660D电化学沉积设备，把步骤C)制备的具有ZnO纳米线阵列的ITO导电玻璃作为工作电极，饱和甘汞电极作为参比电极，Pt片为对电极，在室温下，在沉积电量0.6C，电压-1.0V条件的条件下在其溶液中进行反应20分钟，在所述的ZnO纳米线阵列层上沉积得到CdTe纳米电缆层；

[0191] E、制备CdS纳米晶保护层

[0192] 0.5g硫化钠固体溶入10ml甲醇，混匀得到硫化钠甲醇溶液；

[0193] 1.3g醋酸镉固体溶入10ml酒精，混匀得到醋酸镉酒精溶液；

[0194] 把在步骤D)得到的具有CdT e纳米电缆层的ITO导电玻璃放在含有甲醇的Na2S溶液中浸泡2-5min，取出沥干后再放入所述的醋酸镉酒精溶液浸泡2-5min；如此浸泡循环20次。

[0195] 然后，使用北京七星华创电子股份有限公司销售的单管程控扩散炉，在温度380℃与氮气气氛下退火1小时，得到所述的ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极。

[0196] 采用本说明书中描述的方法测定得到：

[0197] ZnO缓冲薄膜层的厚度是28nm；

[0198] 在ZnO纳米线阵列层中，ZnO纳米棒的直径是65nm与长度2μm；

[0199] CdTe纳米电缆层的厚度是3nm；

[0200] CdS纳米晶保护层的厚度是16nm。

[0201] 实施例4：ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极的制备

[0202] 制备步骤如下：

[0203] A、ITO导电玻璃表面预处理

[0204] ITO导电玻璃表面顺序地用去离子水、丙酮、酒精与去离子水进行超声清洗，然后用吹风机吹干，并立即转入成都齐兴真空镀膜技术有限公司生产的射频磁控溅射镀膜机-3中，在真空度10 Pa的条件下进行保护；

[0205] B、制备ZnO缓冲薄膜

[0206] 把步骤A)得到的清洁ITO导电玻璃置于该射频磁控溅射镀膜机中，ITO玻璃作为阳极基片在加热温度320℃与真空度4Pa的条件下溅射阴极ZnO靶材28分钟，生长一层ZnO缓冲薄膜层；

[0207] C、制备ZnO纳米线阵列

[0208] 按照与实施例1相同的方式分别称量0.0840g醋酸锌与0.1320g六亚甲基四胺固体，将两种固体一起加入30ml去离子水配制成水溶液，混合均匀后，把步骤B)制备的具有ZnO缓冲薄膜的ITO导电玻璃置于该混合溶液中，然后在温度95℃的加热设备中进行反应6小时，在所述的ZnO缓冲薄膜上生成ZnO纳米线阵列层；

[0209] D、制备CdTe纳米电缆层

[0210] K2TeO3水溶液配制的方法：称量0.1290g氢氧化钾(KOH)溶入到30ml的去离子水中，在60℃温度下磁力搅拌后，加入0.1869g二氧化碲(TeO2)固体，停止加热，磁力搅拌直至澄清；

[0211] 然后，分别称量0.5344g氨三乙酸三钠盐与0.2025g醋酸镉二水合物，把它们同时加到上述K2TeO3水溶液中，磁力搅拌直至澄清。

[0212] 使用上海辰华仪器有限公司销售的CHI660D电化学沉积设备，把步骤C)制备的具有ZnO纳米线阵列的ITO导电玻璃作为工作电极，饱和甘汞电极作为参比电极，Pt片为对电极，在沉积电量1.0C与沉积电压-1.0V条件的条件下在其溶液中进行反应16分钟，在所述的ZnO纳米线阵列层上沉积得到CdTe纳米电缆层；

[0213] E、制备CdS纳米晶保护层

[0214] 0.2M硫化钠固体溶入10ml甲醇，混匀得到硫化钠甲醇溶液；

[0215] 0.5M醋酸镉固体溶入10ml酒精，混匀得到醋酸镉酒精溶液；

[0216] 把在步骤D)得到的具有CdTe纳米电缆层的ITO导电玻璃放在所述的硫化钠甲醇溶液中浸泡6min，取出沥干后再放入所述的醋酸镉酒精溶液浸泡4min；如此浸泡循环25次。

[0217] 然后，使用北京七星华创电子股份有限公司销售的单管程控扩散炉，在温度300℃与氩气气氛下退火1小时，得到所述的ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极。

[0218] 采用本说明书中描述的方法测定得到：

[0219] ZnO缓冲薄膜层的厚度是40nm；

[0220] 在ZnO纳米线阵列层中，ZnO纳米棒的直径是100nm与长度1μm；

[0221] CdTe纳米电缆层的厚度是30nm；

[0222] CdS纳米晶保护层的厚度是18nm。

[0223] 实施例5：ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极的制备

[0224] 制备步骤如下：

[0225] A、ITO导电玻璃表面预处理

[0226] ITO导电玻璃表面顺序地用去离子水、丙酮、酒精与去离子水进行超声清洗，然后用吹风机吹干，并立即转入成都齐兴真空镀膜技术有限公司生产的射频磁控溅射镀膜机-4中，在真空度10 Pa的条件下进行保护；

[0227] B、制备ZnO缓冲薄膜

[0228] 把步骤A)得到的清洁ITO导电玻璃置于该射频磁控溅射镀膜机中，ITO玻璃作为阳极基片在加热温度360℃与真空度4Pa的条件下溅射阴极ZnO靶材20分钟，生长一层ZnO缓冲薄膜层；

[0229] C、制备ZnO纳米线阵列

[0230] 按照与实施例1相同的方式分别称量0.1120g醋酸锌与0.0880g六亚甲基四胺固体，将两种固体一起加入20ml去离子水配制成水溶液，混合均匀后，把步骤B)制备的具有ZnO缓冲薄膜的ITO导电玻璃置于该混合溶液中，然后在温度95℃的加热设备中进行反应3小时，在所述的ZnO缓冲薄膜 上生成ZnO纳米线阵列层；

[0231] D、制备CdTe纳米电缆层

[0232] K2TeO3水溶液配制的方法：称量0.1620g氢氧化钾(KOH)溶入到30ml的去离子水中，在60℃温度下磁力搅拌后，加入0.2336g二氧化碲(TeO2)固体，停止加热，搅拌直至澄清；

[0233] 然后，分别称量0.6680g氨三乙酸三钠盐与0.2240g醋酸镉二水合物，把它们同时加到上述K2TeO3水溶液中，磁力搅拌直至澄清。

[0234] 使用上海辰华仪器有限公司销售的CHI660D电化学沉积设备，把步骤C)制备的具有ZnO纳米线阵列的ITO导电玻璃作为工作电极，饱和甘汞电极作为参比电极，Pt片为对电极，在室温下，在沉积电量1.0C与沉积电压-1.0V条件的条件下在其溶液中进行反应8分钟，在所述的ZnO纳米线阵列层上沉积得到CdTe纳米电缆层；

[0235] E、制备CdS纳米晶保护层

[0236] 0.5g硫化钠固体溶入10ml甲醇，混匀得到硫化钠甲醇溶液；

[0237] 1.0g醋酸镉固体溶入10ml酒精，混匀得到醋酸镉酒精溶液；

[0238] 把在步骤D)得到的具有CdTe纳米电缆层的ITO导电玻璃放在所述的硫化钠甲醇溶液中浸泡2min，取出沥干后再放入所述的醋酸镉酒精溶液浸泡2min；如此浸泡循环25次。

[0239] 然后，使用北京七星华创电子股份有限公司销售的单管程控扩散炉，在温度420℃与氮气气氛下退火1小时，得到所述的ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极。

[0240] 采用本说明书中描述的方法测定得到：

[0241] ZnO缓冲薄膜层的厚度是40nm；

[0242] 在ZnO纳米线阵列层中，ZnO纳米棒的直径是80nm与长度1μm；

[0243] CdTe纳米电缆层的厚度是25nm；

[0244] CdS纳米晶保护层的厚度是20nm；

[0245] 实施例6：ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极的制备

[0246] 制备步骤如下：

[0247] A、ITO导电玻璃表面预处理

[0248] ITO导电玻璃表面顺序地用去离子水、丙酮、酒精与去离子水进行超声清洗，然后用吹风机吹干，并立即转入成都齐兴真空镀膜技术有限公司生产的射频磁控溅射镀膜机-3中，在真空度10 Pa的条件下进行保护；

[0249] B、制备ZnO缓冲薄膜

[0250] 把步骤A)得到的清洁ITO导电玻璃置于该射频磁控溅射镀膜机中，ITO玻璃作为阳极基片在加热温度400℃与真空度1Pa的条件下溅射阴极ZnO靶材20分钟，生长一层ZnO缓冲薄膜层；

[0251] C、制备ZnO纳米线阵列

[0252] 按照与实施例1相同的方式分别称量0.0840g醋酸锌与0.1740g六亚甲基四胺固体，将两种固体一起加入25ml去离子水配制成水溶液，混合均匀后，把步骤B)制备的具有ZnO缓冲薄膜的ITO导电玻璃置于该混合溶液中，然后在温度92℃的加热设备中进行反应3小时，在所述的ZnO缓冲薄膜上生成ZnO纳米线阵列层；

[0253] D、制备CdTe纳米电缆层

[0254] K2TeO3水溶液配制的方法：将0.0810g氢氧化钾(KOH)溶入到30的去离子水中，在加热60℃温度下磁力搅拌后，加入0.1170g二氧化碲(TeO2)固体，停止加热，搅拌直至澄清；

[0255] 然后，分别称量0.3350g氨三乙酸三钠盐与0.1370g醋酸镉二水合物，把它们同时加到上述K2TeO3水溶液，磁力搅拌直至澄清。

[0256] 使用上海辰华仪器有限公司销售的CHI660D电化学沉积设备，把步骤C)制备的具有ZnO纳米线阵列的ITO导电玻璃作为工作电极，饱和甘汞电极作为参比电极，Pt片为对电极，在沉积电量0.6C与沉积电压-1.0V条件的条件下在其溶液中进行反应24分钟，在所述的ZnO纳米线阵列层上沉积得到CdT e纳米电缆层；

[0257] E、制备CdS纳米晶保护层

[0258] 0.4g硫化钠固体溶入10ml甲醇，均匀溶解得到硫化钠甲醇溶液； [0259] 1.0g醋酸镉固体溶入10ml酒精，均匀溶解得到醋酸镉酒精溶液； [0260] 把在步骤D)得到的具有CdTe纳米电缆层的ITO导电玻璃放在所述的硫化钠甲醇溶液中浸泡2-6min，取出沥干后再放入所述的醋酸镉酒精溶液 浸泡4min；如此浸泡循环25次。

[0261] 然后，使用北京七星华创电子股份有限公司销售的单管程控扩散炉，在温度240℃与氮气气氛下退火1小时，得到所述的ZnO/CdTe/CdS纳米电缆阵列电极。

[0262] 采用本说明书中描述的方法测定得到：

[0263] ZnO缓冲薄膜层的厚度是34nm；

[0264] 在ZnO纳米线阵列层中，ZnO纳米棒的直径是100nm与长度0.5μm； [0265] CdTe纳米电缆层的厚度是15nm；

[0266] CdS纳米晶保护层的厚度是20nm。