一種硅基“人造葉片”設計及制造

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目錄
第一章 緒論 5
1.1人工光合作用 5
1.2 人造樹葉 6
1.3 人工光合作用的發(fā)展 8
1.3.1 人工光合作用光合效率的催化 9
1.3.2 人工光合作用的應用 10
1.3.2.1 人工光合作用把氫氣變燃料 10
1.3.2.2 人工光合作用把二氧化碳變石油 11
1.4 人工光合作用的前景 11
第二章 多孔硅概述 13
2.1 多孔硅的發(fā)現與發(fā)展 14
2.2 多孔硅的制備方法 15
2.2.1 電化學腐蝕法(陽極腐蝕法) 15
2.2.1.1 單槽電化學方法制備多孔硅 15
2.2.1.2 雙槽電化學法制備多孔硅 16
2.2.1.3 電偶電流法制備多孔硅 17
2.2.2 光化學腐蝕法 17
2.2.3 刻蝕法 18
2.2.4 水熱腐蝕法 18
2.3 多孔硅的形成機理 19
2.3.1 空間電荷區(qū)模型 19
2.3.2 涌流模型 22
2.3.3 Beale耗盡模型 24
2.3.4 擴散限制模型 24
2.3.5 量子限制模型 24
2.4多孔硅的應用 26
2.5多孔硅的展望 31
第三章 硅基人造葉片的制備 33
3.1 研究背景 33
3.2 實驗相關部分 38
3.2.1實驗設計 38
3.2.1.1宏孔及海綿孔設計 39
3.2.2樣品準備及實驗設備 40
3.2.2.1 儀器面板說明 41
3.2.2.2 儀器的安裝 42
3.2.3 實驗步驟 46
3.2.3.1 硅片的清洗 46
3.2.3.2 光刻硅片 47
3.2.3.3宏孔，海綿孔及復合孔的制備 47
結論 49
致謝 50
參考文獻: 51

摘要 人工光合作用是模擬自然界的光合作用過程，設計制備人工光催化體系，以達到高效吸收、轉化和儲存太陽能的目的。要是人工光合作有成了現實, 那么人類對石油的需求量將直線下降，而且還由于空氣中多余二氧化碳的減少而使“ 溫室效應”減緩, 大氣臭氧層變薄的威脅也隨之消失。
本文從自然界的光合作用過程出發(fā)，將人工光合作用與大自然的光合作用進行對比，然后綜述了國內外人工光合作用的最新研究進展。接著從多孔硅基本原理、制備方法，形成機理等方面入手，闡述了多孔硅的應用及展望，系統(tǒng)介紹了實現人工光合作用的方法，分析研究，進行實驗設計，完成樣品及實驗設備準備，進行試驗并分析。最終實現的目標是：使用含有雙氧水的氫氟酸電解液在同一硅襯底上制備出含有二種不同類型孔形貌（宏、海綿）的多層復合多孔結構。

關鍵詞 人工光合作用 多孔硅 多層復合多孔結構


The design and manufacture of a silicon based artificial inorganic leafs

Abstract Artificial photosynthesis is to simulate the process of photosynthesis of nature, design the preparation of artificial light catalytic system, in order to achieve the purpose of efficient absorption, transformation and storage of solar energy.If artificial light cooperation has the reality, so the human demand for oil will plummet, but also due to the shrinking of excess carbon dioxide in the air and make the "greenhouse effect" slow down, the threat of atmospheric ozone layer thinning also disappear.
This article embarks from the natural process of photosynthesis, the artificial photosynthesis compared with the nature of photosynthesis, and then summarizes the latest research progress of artificial photosynthesis at home and abroad.Then from the basic principle, preparation methods of porous silicon formation mechanism and other aspects, this paper expounds the application and prospects of porous silicon, system this paper introduces the realization method of the artificial photosynthesis, analysis and research, experiment design, complete samples and test equipment, test and analysis.Ultimately achieve the goal is: use the hydrofluoric acid electrolyte containing hydrogen peroxide on the same silicon substrate preparation contains two kinds of different types of pore morphology (macro, sponge) multi-layer composite porous structure.
Key words Artificial photosynthesis ,porous silicon, multilayer composite structures