CN102768905A - 双壳层ZnO/CdTe/ZnS纳米电缆阵列电极及其制备方法 - Google Patents
双壳层ZnO/CdTe/ZnS纳米电缆阵列电极及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了双壳层ZnO/CdTe/ZnS纳米电缆阵列电极的结构及其制备方法。用水热法实现单晶ZnO纳米线阵列垂直于ITO衬底生长，直径和高度分别在50～100nm、0.5～3μm内可调，然后在ZnO纳米线阵列上制备CdTe纳米电缆层和ZnS纳米晶钝化层，形成ZnO/CdTe/ZnS双壳层纳米电缆阵列结构电极。且CdTe壳层和ZnS的厚度分别在3～30nm以及5～15nm。通过退火工艺，有效的提高了ZnO/CdTe/ZnS纳米电缆阵列的结晶质量，实现了ZnO/CdTe纳米电缆阵列的饱和光电流密度从6.5mA/cm2提高到ZnO/CdTe/ZnS纳米电缆阵列的13.78mA/cm2。本发明设计的制备工艺简单环保，成本低，重复性好。
Description
技术领域
本发明涉及是一种半导体纳米材料技术领域，特别是ZnO/CdTe/ZnS纳米电缆阵列电极及其工艺制备。
背景技术
自1991年以来，Gratzel研究小组[[1] B.Oregan, M.Gratzel. Nature.1991.VOL 353. 737～740]在Nature杂志上报道了一种能量转化效率高达7.1% 的新型染料敏化纳米晶多孔半导体薄膜太阳能电池(简称为DSSC)。DSSC，也被称为Gratzel电池，以其具有成本低廉、制作工艺简单以及性能稳定等优点成为太阳能研究领域的一个热点。目前,有机染料作为敏化剂所取得的效率最高,但由于有机染料存在价格昂贵、性质不稳定、在电解液中易脱落等缺点,限制了其在敏化电池上的应用。无机纳米半导体材料制备方法简单廉价,且由于其特殊的尺寸效应及其较大的消光系数,多激子效应成为一种可取代有机染料分子的光敏材料，而最常用的无机半导体材料包括PbS、Ag2S、ZnS、CdTe、ZnSe、Sb2S3、InP和Bi2S3，通常利用这些半导体材料作为量子点或纳米晶来敏化一维纳米阵列电极，其中包括ZnO和TiO2，两者禁带宽度适宜，化学和光稳定性好，且有高的光透过率，是无机半导体敏化太阳能电池（简称为SSSC）结构的重要电极，在这些光敏材料中CdTe与太阳光谱最相匹配，有较高的光学系数和较窄的带隙，更有利于提高光的吸收率。但是量子点或纳米晶敏化一维纳米电极时，载量是有限的，并在量子点(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，进而影响到光电化学性能。为了解决这些问题，研究者开始选择一种氧化物纳米阵列（核）/半导体（壳）结构（即纳米电缆）电极。如ZnO/CdTe纳米电缆阵列电极构成的太阳能电池，饱和光电流密度达到了6mA/cm2[[2] Xina Wang, Haojun Zhu, Yeming Xu,Hao Wang, Yin Tao, Sui kong Hark, Xudong Xiao, Quan Li. ACSNANO 2010.vol.4.No.6]。此外，TiO2/CdS/CdSe/ZnS结构通过CdS和CdSe之间的接触来校准费米能级和利用CdS/CdSe界面处的能级重排效应来抬高CdSe的导带底能级，从而更利于电子的前向传输，ZnS作为保护层来降低CdSe/电解液界面处的电子复合，提高了光电性能，使得电池的饱和光电流密度～14 mA/cm2，效率为3.44%[[3]Hyo Joong Lee, Jiwon Bang, Juwon Park, Sungjee Kim, Su Moon Park. Chem.Mater. 2010.22.5636-5643]。但是，目前多层敏化技术还局限于CdSe和CdS的共敏化体系，而CdTe参与的共敏化技术很少涉及。总之，现有的敏化技术还存在一系列的缺陷主要有，制备工艺较复杂，不易掌控和重复，吸收光谱的范围有限以及电解液与量子点长时间接触导致的化学稳定性较差。
较之现有技术存在的不足，本发明人在总结现有技术的基础上，在ZnO/CdTe纳米电缆上钝化一层ZnS，以达到防止CdTe在电解液中被腐蚀，进而导致光电化学性质不稳定。经过大量的工艺完善后，终于完成了本发明。
本发明采用三步法制备ZnO/CdTe/ZnS纳米电缆阵列电极，首先是采用水热法在ITO玻璃衬底上制备ZnO纳米线阵列；然后利用电化学沉积工艺制备CdTe纳米壳层；最后通过SILAR法制备ZnS外层。这种制备工艺既实现了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，又能灵活控制CdTe和ZnS的载量及厚度。并且，二者的有很好的浸润性和工艺兼容性，较容易获得较高的CdTe/ZnS界面质量，这对电子沿纳米电缆径向的传输非常有利。同时，ZnS也对CdTe起到钝化作用，防止电解液腐蚀电极。因此，我们提出的ZnO/CdTe/ZnS双壳层纳米电缆电极既能有效克服界面缺陷，又大大改善了光电化学性能。
发明内容
本发明的目的是为克服上述技术的不足，为无机半导体敏化太阳能电池（简称为SSSC）提出一种双壳层ZnO/CdTe/ZnS纳米电缆阵列电极结构及其制备工艺，进一步提高太阳能电池的性能，促进太阳能电池的应用。
双壳层ZnO/CdTe/ZnS纳米电缆阵列电极，实现单晶ZnO纳米线阵列垂直于ITO衬底生长，直径和高度分别在50～100nm、0.5～3μm内可调。且通过调节沉积电量大小控制CdTe壳层的厚度在3～30nm，通过改变循环次数控制ZnS的厚度在5～15nm。
本发明的制备工艺具体如下：
1、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，然后用吹风机吹干，并立即转入射频磁控溅射镀膜机中，在真空度10-3～10-5Pa的条件下进行保护，所述超声清洗时间为5～15min。
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/平方的ITO，它是目前市场上销售的产品，也可以用其他销售产品。
2、制备ZnO缓冲薄膜
把步骤1)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20～30min，溅射阴极为ZnO靶材，生长一层ZnO缓冲薄膜层；
或者，把步骤1)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市售的ZnO陶瓷靶，在加热温度300～400oC与真空度0.1～10Pa的条件下进行沉积，生长一层ZnO缓冲薄膜。
3、制备ZnO纳米线阵列
ZnO纳米线阵列是采用水热法制备的。
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2)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 oC的加热设备中反应3～6小时，在所述的ZnO缓冲薄膜上生成ZnO纳米线阵列层。
4、制备CdTe纳米电缆层
CdTe纳米电缆层是采用电化学沉积的方法制备的。
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 oC与磁力搅拌下，再加入 0.10～0.25g二氧化碲（TeO2）固体，停止加热，磁力搅拌直至澄清；
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3)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0.6～1.1C的条件下反应5～30min，在所述的ZnO纳米线阵列层上沉积得到CdTe纳米电缆层。
氨三乙酸三钠盐的含量过低或过高都是不利的，过低则会造成沉积困难；过高则会腐蚀样品；因此氨三乙酸三钠盐的含量0.30～0.80g是合适的。
同样，乙酸镉二水合物的含量过低或过高都是不利的，过低则会造成Cd离子不足，出现二氧化碲；过高则会不易沉积；因此乙酸镉二水合物的质量0.12～0.28g是合适的。
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。
5、制备ZnS纳米晶保护层
ZnS纳米晶是采用连续离子层吸附和反应的方法制备。
0.20～0.50g硫化钠固体溶入10ml甲醇，混匀得到硫化钠甲醇溶液。
0.30～1.00g醋酸锌固体溶入10ml酒精，混匀得到醋酸锌酒精溶液。
把在步骤4)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锌酒精溶液中浸泡2～10min；如此浸泡循环2～15次。
进行退火处理之后，得到所述的ZnO/CdTe/ZnS纳米电缆阵列电极。
优选地，如此浸泡循环10～15次。
在这个步骤中，所述的退火条件是在温度200～450℃与氩气或氮气气氛下反应1小时。
制备得到的ZnO/CdTe/ZnS纳米电缆阵列电极进行了扫描电子显微镜（SEM）、UV吸收谱与电流密度与电压(J-V)特性曲线分析。
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。
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。
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。
这些分析结果分别列于附图2-3中。
本发明的优点
1、本发明是先通过磁控溅射法在ITO衬底上制备高质量的ZnO籽晶薄膜，然后用水热法生长ZnO单晶纳米线阵列，再在ZnO纳米线阵列上制备CdTe纳米电缆层和ZnS纳米晶钝化层。形成ZnO/CdTe/ZnS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。
2、本发明在工艺上易实现纳米结构的控制，所制备的ZnO纳米线阵列的尺寸非常适于ZnS与CdTe的均匀性沉积，且通过调节沉积电量可以控制CdTe壳层的厚度在3～30nm，通过改变循环次数控制ZnS的厚度在5～15nm,进而对整个ZnO/CdTe/ZnS纳米电缆阵列的结构进行调控，实现光电化学性能的优化。
3、本发明制备的ZnO/CdTe/ZnS纳米电缆阵列电极克服了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ZnS晶粒，提高了电极的化学稳定性，为提高电池的转换效率奠定了基础。
附图说明
图1为本发明提供了ZnO纳米线、ZnO/CdTe纳米电缆、ZnO/CdTe/ZnS纳米电缆阵列电极的UV-vis图。由图看出ZnO纳米线的吸收边在370nm左右，在沉积CdTe后吸收边带红移到780nm，钝化ZnS后，吸收边带蓝移到750nm。
图2为本发明提供ZnO/CdTe/ZnS纳米电缆阵列电极的SEM图。a、b、c、d分别对应的是ZnO纳米线的平面图、ZnO纳米线的截面图、ZnO/CdTe纳米电缆的平面图，ZnO/CdTe/ZnS纳米电缆的平面图。可以看出ZnO纳米线的直径大概在50～100nm，高度在3μm左右，而CdTe层是沿着ZnO方向生长，壳层的厚度大约10～20nm，又在外层可以看见ZnS的颗粒均沿CdTe壳层方向生长，纳米晶约5～15nm。
图3为本发明提供了ZnO/CdTe/ZnS纳米电缆阵列电极的J-V曲线。a、b、c分别对应的是ZnO纳米线，ZnO/CdTe纳米电缆，ZnO/CdTe/ZnS纳米电缆，其中ZnO/CdTe纳米电缆阵列的饱和光电流密度为6.5mA/cm2，且ZnO/CdTe/ZnS纳米电缆阵列电极的饱和光电流密度为13.78mA/cm2，比较之下双层敏化壳层具有更好的光电化学性能。
具体实施方案
实施例1：ZnO/CdTe/ZnS纳米电缆阵列电极的制备
制备步骤如下：
1、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，然后用吹风机吹干，并立即转入日本真空技术株式会社生产的射频磁控溅射镀膜机中，在真空度10-3Pa的条件下进行保护。
2、制备ZnO缓冲薄膜
把步骤1)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30min，生长一层ZnO缓冲薄膜层。
3、制备ZnO纳米线阵列
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2)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92oC的加热设备中反应5小时，在所述的ZnO缓冲薄膜上生成ZnO纳米线阵列层。
4、制备CdTe纳米电缆层
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 oC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；
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。
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3)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反应5min，在所述的ZnO纳米线阵列层上沉积得到CdTe纳米电缆层。
5、制备ZnS纳米晶保护层
0.40g硫化钠固体溶入10ml甲醇，混匀得到硫化钠甲醇溶液。
1.00g醋酸锌固体溶入10ml酒精，混匀得到醋酸锌酒精溶液。
把在步骤4)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锌酒精溶液中浸泡2min；如此浸泡循环10次。
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/ZnS纳米电缆阵列电极。
采用本说明书中描述的方法测定得到：
ZnO缓冲薄膜层的厚度是20nm；
在ZnO纳米线阵列层中，ZnO纳米线的直径为50nm，长度为3??m；
CdTe纳米电缆层的厚度是20nm；
ZnS纳米晶保护层的厚度是10nm；
饱和光电流密度达到12.4mA/cm2。
实施例2：ZnO/CdTe/ZnS纳米电缆阵列电极的制备
制备步骤如下：
1、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，然后用吹风机吹干，并立即转入日本真空技术株式会社生产的射频磁控溅射镀膜机中，在真空度10-4Pa的条件下进行保护。
2、制备ZnO缓冲薄膜
把步骤1)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24min，生长一层ZnO缓冲薄膜层。
3、制备ZnO纳米线阵列
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2)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92oC的加热设备中反应4小时，在所述的ZnO缓冲薄膜上生成ZnO纳米线阵列层。
4、制备CdTe纳米电缆层
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 oC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；
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。
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3)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的条件下在其溶液中反应30min，在所述的ZnO纳米线阵列层上沉积得到CdTe纳米电缆层。
5、制备ZnS纳米晶保护层
0.50g硫化钠固体溶入10ml甲醇，混匀得到硫化钠甲醇溶液。
1.00g醋酸锌固体溶入10ml酒精，混匀得到醋酸锌酒精溶液。
把在步骤4)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5 min，取出沥干后再放入所述的醋酸锌酒精溶液中浸泡5min；如此浸泡循环15次。
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/ZnS纳米电缆阵列电极。
采用本说明书中描述的方法测定得到：
ZnO缓冲薄膜层的厚度是34nm；
在ZnO纳米线阵列层中，ZnO纳米线的直径为80nm，长度为2??m；
CdTe纳米电缆层的厚度是12nm；
ZnS纳米晶保护层的厚度是5nm；
饱和光电流密度达到5.18mA/cm2。
实施例3：ZnO/CdTe/ZnS纳米电缆阵列电极的制备
制备步骤如下：
1、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，然后用吹风机吹干，并立即转入日本真空技术株式会社生产的射频磁控溅射镀膜机中，在真空度10-5Pa的条件下进行保护。
2、制备ZnO缓冲薄膜
把步骤1)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30min，生长一层ZnO缓冲薄膜层。
3、制备ZnO纳米线阵列
按照与实施例1相同的方式，将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2)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92oC的加热设备中反应5小时，在所述的ZnO缓冲薄膜上生成ZnO纳米线阵列层。
4、制备CdTe纳米电缆层
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 oC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；
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。
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3)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的条件下在其溶液中反应20min，在所述的ZnO纳米线阵列层上沉积得到CdTe纳米电缆层。
5、制备ZnS纳米晶保护层
0.50g硫化钠固体溶入10ml甲醇，混匀得到硫化钠甲醇溶液；
1.00g醋酸锌固体溶入10ml酒精，混匀得到醋酸锌酒精溶液；
把在步骤4)得到的具有CdTe纳米电缆层的ITO导电玻璃放在含有甲醇的Na2S溶液中浸泡4min，取出沥干后再放入所述的醋酸锌酒精溶液中浸泡4min；如此浸泡循环12次。
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/ZnS纳米电缆阵列电极。
采用本说明书中描述的方法测定得到：
ZnO缓冲薄膜层的厚度是28nm；
在ZnO纳米线阵列层中，ZnO纳米线的直径为65nm，长度为2um；
CdTe纳米电缆层的厚度是3nm；
ZnS纳米晶保护层的厚度是15nm；
饱和光电流密度达到10.5mA/cm2。
Claims (4)
1.一种双壳层ZnO/CdTe/ZnS纳米电缆阵列电极，是采用水热法实现单晶ZnO纳米线阵列垂直于ITO衬底生长，其特征在于ZnO纳米线阵列直径和高度分别控制在50～100nm、0.5～3μm范围内；然后利用电化学沉积工艺在ZnO纳米线阵列上制备CdTe纳米壳层，且通过调节沉积电量大小控制CdTe壳层的厚度在3～30nm；最后通过SILAR法制备ZnS外层，且通过改变循环次数控制ZnS的厚度在5～15nm。
2.一种双壳层ZnO/CdTe/ZnS纳米电缆阵列电极的制备方法，其特征步骤为：
1）、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，然后用吹风机吹干，所述超声清洗时间为5～15min；
2）、制备ZnO缓冲薄膜
把步骤1)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的条件下磁控溅射20～30min，溅射阴极为ZnO靶材，生长一层ZnO缓冲薄膜层；
或者，把步骤1)得到的清洁ITO导电玻璃置于脉冲激光沉积设备中，在加热温度300～400oC与真空度0.1～10Pa 和ZnO陶瓷靶的条件下进行沉积，生长一层ZnO缓冲薄膜；
3）、制备ZnO纳米线阵列
ZnO纳米阵列是采用水热法制备；
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2)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 oC的加热设备中反应3～6小时，在所述的ZnO缓冲薄膜上生成ZnO纳米线阵列层；
4）、制备CdTe纳米电缆层
CdTe纳米电缆层是采用电化学沉积的方法制备；
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 oC与磁力搅拌下，再加入 0.10～0.25g二氧化碲（TeO2）固体，停止加热，磁力搅拌直至澄清；
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，使用电化学沉积设备，把步骤3)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，沉积电压-0.6～-1.0V与沉积电量0.6～1.1C的条件下反应5～30min，在所述的ZnO纳米线阵列层上沉积得到CdTe纳米电缆层；
5）、制备ZnS纳米晶保护层
ZnS纳米晶是采用连续离子层吸附和反应的方法制备；
0.20～0.50g硫化钠固体溶入10ml甲醇，混匀得到硫化钠甲醇溶液，
0.30～1.00g醋酸锌固体溶入10ml酒精，混匀得到醋酸锌酒精溶液，
把在步骤4)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锌酒精溶液中浸泡2～10min，如此浸泡循环2～15次；
对所得到的ZnO/CdTe/ZnS纳米电缆阵列电极进行退火处理，退火条件是，在温度200～450℃下，氩气或氮气气氛中反应1小时。
3.根据权利要求2所述的一种双壳层ZnO/CdTe/ZnS纳米电缆阵列电极的制备方法，其特征在于第4）步骤中K2TeO3水溶液配制的方法是将0.10～0.16g氢氧化钾（KOH）固体溶入到30～60ml去离子水中，在温度40～60 oC与磁力搅拌下，再加入 0.14～0.20g二氧化碲（TeO2）固体，停止加热，磁力搅拌直至澄清；然后，分别称量0.40～0.70g氨三乙酸三钠盐与0.16～0.24g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。
4.根据权利要求2所述的一种双壳层ZnO/CdTe/ZnS纳米电缆阵列电极的制备方法，其特征在于第5）步骤中浸泡循环次数为10～15次。
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