CN109569658A - 一种提高硫化锑薄膜光电性能的方法 - Google Patents

一种提高硫化锑薄膜光电性能的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种提高硫化锑薄膜光电性能的方法，该方法采用一种新型的水溶液沉积方法与热处理结合的制备方法制备硫化锑薄膜，通过旋涂、浸泡、热蒸发、电沉积和光电沉积等方法在硫化锑电极表面原位生长助催化剂，制备Sb2S3/Co3O4、Sb2S3/Co‑Pi和Sb2S3/FeOOH等复合电极；提高Sb2S3电极的光电化学性能。该方法具有设备、操作简单、价格便宜和易于连续生产等优点，同时负载助催化剂之后，极大的提升了硫化锑薄膜的光电性能。

Description

一种提高硫化锑薄膜光电性能的方法
技术领域
本发明涉及光电材料新能源技术领域，尤其涉及一种提高硫化锑薄膜光电性能的方法。
背景技术
在半导体材料光催化体系内，实现光生电子—空穴的有效分离是将光催化应用于能源和环境问题的有效途径。常见的单一化合物光催化剂为金属氧化物或硫化物半导体材料。如TiO2、WO3、ZnS、CdS等。它们都已经在光催化领域有很广泛的应用。但单一半导体材料因为内部缺陷和本征复合的缘故，使得有接近90％的光生电子空穴直接在半导体内部和表面复合，而不是与水或污染物作用。这样就导致了绝大多数的光生电子空穴的浪费，大大限制了对太阳能的利用。因此，促进光生电子与空穴的分离，抑制其复合，提高量子效率，充分利用太阳能，提高光催化剂的稳定性是现代光催化领域的核心问题。目前，有几种常用的半导体光催化剂的改性技术，例如过渡金属离子掺杂、负载贵金属、半导体光催化剂的复合等等。由于负载贵金属、掺杂稀有金属元素，受到了成本和资源储量的限制，因此限制了其应用。而复合光催化材料，王蕾等人利用FeOOH修饰Fe2O3，制备Fe2O3/FeOOH电极，将光电流密度从0.22提高到3.1mA·cm-2，FeOOH的负载极大的提高了载流子的分离，提升了载流子的利用效率(ChemSusChem,2017,10(13):2720-2727)。Huang等人利用Co3O4修饰TiO2，进一步提高了TiO2的光吸收能力，相比纯的TiO2电极，Co3O4/TiO2复合电极光电流密度提高10倍(ACSapplied materials&interfaces,2014,7(1):422-431)。Cao等人利用Co3O4修饰TiO2纳米棒，将TiO2纳米棒的光电流密度提升了7倍左右，也进一步提升了TiO2在可见光范围内的吸收(Journal ofalloys and compounds,2013,550:137-143)。Feng等人利用CoOx修饰WO3/C3N4异质结，利用Co离子的价态变化，空穴将其氧化为高价态Co离子，进一步减小了载流子的复合，负载之后进一步提高了在350～500nm之间的IPCE值，在350nm，复合材料的IPCE值达到了57.8％(Advanced materials,2014,26(29):5043-5049)。Brown等人利用Co-Pi助催化剂修饰Mo掺杂BiVO4光电极，将BiVO4电极的光电流密度从0.2提升到1.2mA·cm-2(Energy&Environmental Science,2011,4(12):5028-5034)。Eftekharinia·B等人利用Co-Pi修饰Fe2O3薄膜，优化电子传输，极大的提高了光电流密度，提升Fe2O3表面水氧化动力学过程(Journal ofMaterials Chemistry A,2017,5(7):3412-3424)。Zhong等人通过Co-Pi修饰W：BiVO4近乎完全抑制表面复合，极大的促进了载流子的利用率，提高了光电流密度，减小了反应的起始电位(Journal of the American Chemical Society,2011,133(45):18370-18377)。复合光催化材料比单一的光催化材料具有优异的性能是因为复合材料一般会形成异质结。异质结通常由两种不同的半导体材料通过异质外延生长复合而成，因其内部可以产生内建电场，可有效促进光生电子空穴的分离。而且负载一些功能性的助催化剂，比如析氢/析氧助催化剂，可以充分的利用光生电子/空穴，进一步促进二者之间的复合，提高载流子的利用效率。因此，制备和研究纳米半导体异质结、负载助催化剂材料，探索其应用，是近年来光(电)催化领域的研究方向之一。负载助催化剂来提高薄膜的光电性能，利用助催化剂的功能变化，进一步促进载流子的分离，提高载流子的传输效率。
总之，负载助催化剂是一种非常有效的提升电极光电性能的方法，而且能进一步提升其电极的稳定性。
硫化锑的理论光电流密度高达19mA/cm2(ACS applied materials&interfaces,2016,8(13):8445-8451)，硫化锑是非常具有研究价值的半导体材料之一，但是在光电化学领域，纯净硫化锑光电极电流密度与理论光电流密度相差甚远，如何提升硫化锑薄膜的光电性能，拓宽其在光电化学领域的应用是目前的难题。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种提高硫化锑薄膜光电性能的方法，旨在解决在光电化学领域，纯净硫化锑光电极电流密度与理论光电流密度相差甚远的问题。
为了实现上述目的，本发明提出的提高硫化锑薄膜光电性能的方法，包括以下步骤：
(1)基底预处理；
(2)采用化学水浴法在预处理的基底上制备氧化锑预制层，并将预制层硫化热处理制得硫化锑薄膜；
(3)在硫化锑薄膜表面负载助催化剂。
优选地，所述助催化剂选自NiO、CoO、Co3O4、Co-Pi、MoS2、FeOOH中的1～3种。
优选地，所述步骤(3)为利用水热法、电沉积/光电沉积、浸泡、旋涂、热注射、磁控溅射和热蒸发其中的1～2种方法在硫化锑薄膜表面负载助催化剂。
优选地，当助催化剂为Co3O4时，所述步骤(3)包括：
配制0.01～1.5mM的Co3O4悬浊液；
以500～3000r/min的转速在硫化锑薄膜表面旋涂Co3O4悬浊液，得到Sb2S3/Co3O4复合电极。
优选地，制备Co3O4悬浊液时所用的分散剂为乙醇、甲苯、甲醇、异丙醇、DMF、DMSO、NMP、四氢呋喃和氯仿中的一种或两种。
优选地，当助催化剂为Co-Pi时，所述步骤(3)包括：
首先配制浓度为2～10mM的硝酸钴溶液，向其中加入0.05～0.2M的缓冲溶液，所述缓冲溶液为磷酸氢二钾或磷酸二氢钾中的一种或两种，然后向配制的硝酸钴溶液中加入碱液，调节溶液pH至2～11，所述碱液为KOH，NaOH或氨水中的一种；
将硫化锑薄膜放入调节好pH的硝酸钴溶液中，利用光诱导电沉积在硫化锑薄膜表面制备Co-Pi，光照强度为100mW/cm2，采用石墨或铂中的其中一种作为对电极，饱和甘汞作为参比电极，在0～3V的电位下沉积1～60min，得到Sb2S3/Co-Pi复合电极。
优选地，当助催化剂为FeOOH时，所述步骤(3)包括：
配制5mM～100mM的FeCl3溶液；
在环境温度为10～40℃下，将Sb2S3薄膜浸入FeCl3溶液中4～48h后，用去离子水洗涤，干燥，得到Sb2S3/FeOOH复合电极。
优选地，所述步骤(1)为将基底依次进行除油剂清洗、高温碱液清洗、超声振荡乙醇清洗和超声振荡水洗，其中所述基底包括玻璃、SnO2导电玻璃、ITO导电玻璃、不锈钢片、钼片、钛片和塑料片中的一种。
优选地，所述步骤(2)包括：
配制0.01～0.5M的SbCl3水溶液，并按照盐酸：SbCl3水溶液＝0.01～0.17的体积比向SbCl3水溶液中加入盐酸，以抑制金属离子的水解；
向SbCl3水溶液中加入氢氧化钠调节溶液pH为6～10；
将基底浸入溶液中，控制温度为40～100℃，反应时间为3～45min，以在基底上沉积获得氧化锑预制层；
将沉积有氧化锑预制层的基底取出，用去离子水冲洗干净或超声振荡；
清洗后的沉积有预制层的基底放入管式炉中进行硫化热处理，制得硫化锑薄膜，所用硫源为单质硫，载气为氩气，硫化温度为300～450℃，保温时间为30～240min，气压为-0.1～-0.01MPa。
本发明提出的技术方案中，直接在硫化锑薄膜表面原位生长助催化剂，光电流得到明显的提升，且该工艺流程简单高效，大大降低了异质结制备成本。所制备的复合光电催化剂薄膜电极，可用于薄膜锂离子电池的电极、还可应用与催化有机污染物的降解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为实施例1制备的Sb2S3/Co3O4复合半导体薄膜的物相分析Raman图。
图2为实施例1制备的Sb2S3光电极的SEM形貌图。
图3为实施例1制备的Sb2S3/Co3O4复合半导体薄膜SEM形貌图。
图4为实施例1制备的Sb2S3/Co3O4复合半导体薄膜的光电响应测试图(测试条件：0～1.5Vvs SCE、3mV·s-1，电解液为1.0M Na2SO4溶液，光照强度为100mW·cm-2)。
图5为实施例4制备的Sb2S3/Co-Pi复合半导体薄膜的物相分析XRD图。
图6为实施例4制备的Sb2S3/Co-Pi复合半导体薄膜的光电响应测试图(测试条件：0～1.5Vvs SCE、3mV·s-1，电解液为1.0M Na2SO4溶液，光照强度为100mW·cm-2)。
图7为实施例7制备的Sb2S3/FeOOH复合半导体薄膜的光电响应测试图(测试条件：0～1.5V vs SCE、3mV·s-1，电解液为1.0M Na2SO4溶液，光照强度为100mW·cm-2)。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：Sb2S3/Co3O4复合材料的制备
1.沉积基底的预处理
选用30×30×2mm的FTO玻璃作为沉积基底：a.基底的除油剂清洗：以洗洁精为除油剂，将玻璃基底置于洗洁精水溶液中，在30℃高温下超声振荡清洗60min。b.基底的高温碱液清洗：将100mL氨水和100mL去离子水加入到500mL烧杯中，将玻璃基底置于上述溶液，在50℃高温下超声振荡清洗30min。c.基底的超声振荡乙醇清洗：取200mL无水乙醇加入到500mL烧杯中，将玻璃基底置于乙醇中，在40℃高温下超声振荡清洗60min。d.基底的超声振荡水洗：将上述玻璃基底置于盛有200mL去离子水的1000mL烧杯中，在50℃高温下超声振荡清洗100min。
2.Sb2S3薄膜电极的制备
1)前驱体薄膜的制备：配制60mL 0.05M的SbCl3水溶液，首先向溶液中加3mL盐酸抑制金属离子的水解。
2)溶液pH调控：向溶液中加入氢氧化钠调节溶液pH为7.8。
3)水浴沉积薄膜：将基底浸入溶液中，控制温度为60℃，反应时间为15min，反应时可加入搅拌。
4)清洗：将沉积有氧化锑预制层的样品取出，用去离子水冲洗干净。清洗时可加入超声振荡。
5)热处理：氧化锑预制层的硫化热处理过程中，所用硫源为单质硫，载气为氩气，硫化温度为350℃，保温时间为60min，气压为-0.07MPa。
3.Sb2S3/Co3O4复合电极的制备
1)溶液的配制：配制0.05mM的Co3O4悬浊液，用DMF作为分散剂。
2)旋涂：选择1500r/min的转速在硫化锑表面进行旋涂，得到Sb2S3/Co3O4复合电极。
如图1为制备Sb2S3/Co3O4复合电极的物相Raman分析图，可以发现峰位置在476、521和682cm-1与Co3O4对应(Journal of Physics C:Solid State Physics,1988,21(7):L199.)，145、192和282cm-1的峰对应于Sb2S3的峰，证明成功合成了Sb2S3/Co3O4复合材料。图2为所制备Sb2S3薄膜的SEM形貌分析，可以清楚的看到，Sb2S3薄膜成功在FTO表面生长；图3为Sb2S3/Co3O4复合电极的SEM形貌分析图，与图2相比，可以明显的看到Co3O4颗粒成功在Sb2S3表面负载，进一步说明成功制备了Sb2S3/Co3O4复合薄膜电极。
通过光电性能测试(结果见图4)显示，Sb2S3在1.23V vs.RHE产生0.06mA/cm2的光电流；同时Sb2S3/Co3O4复合电极在1.23V vs.RHE产生的光电流密度为0.13mA/cm2，在整个电压范围内，光电流提升一倍以上。因此说明Co3O4是提升Sb2S3光电性能的良好助催化剂之一。
实施例2：Sb2S3/Co3O4复合材料的制备
1.沉积基底的预处理
采用实施例1方法对基底进行预处理。
2.Sb2S3薄膜电极的制备
1)前驱体薄膜的制备：配制60mL 0.10M的SbCl3水溶液，首先向溶液中加5mL盐酸抑制金属离子的水解。
2)溶液pH调控：向溶液中加入氢氧化钠调节溶液pH为9。
3)水浴沉积薄膜：将基底浸入溶液中，控制温度为60℃，反应时间为10min，反应时可加入搅拌。
4)清洗：将沉积有预制层的样品取出，用去离子水冲洗干净。清洗时可加入超声振荡。
5)热处理：预制层的硫化热处理过程中，所用硫源为单质硫，载气为氩气，硫化温度为300℃，保温时间为120min，气压为-0.05MPa。
3.Sb2S3/Co3O4复合电极的制备
1)溶液的配制：配制0.1mM的Co3O4悬浊液，用DMF作为分散剂。
2)旋涂：选择2000r/min的转速在硫化锑表面进行旋涂，得到Sb2S3/Co3O4复合电极。
通过SEM、EDS、Raman等测试，得到和实施例1类似的Sb2S3/Co3O4复合薄膜电极。
实施例3：Sb2S3/Co3O4复合材料的制备
1.沉积基底的预处理
采用实施例1方法对基底进行预处理。
2.Sb2S3薄膜电极的制备
1)前驱体薄膜的制备：配制60mL 0.5M的SbCl3水溶液，首先向溶液中加7mL盐酸抑制金属离子的水解。
2)溶液pH调控：向溶液中加入氢氧化钠调节溶液pH为7。
3)水浴沉积薄膜：将基底浸入溶液中，控制温度为40℃，反应时间为15min，反应时可加入搅拌。
4)清洗：将沉积有预制层的样品取出，用去离子水冲洗干净。清洗时可加入超声振荡。
5)热处理：预制层的硫化热处理过程中，所用硫源为单质硫，载气为氩气，硫化温度为400℃，保温时间为240min，气压为-0.07MPa。
3.Sb2S3/Co3O4复合电极的制备
1)溶液的配制：配制1.0mM的Co3O4悬浊液，用DMF作为分散剂。
2)旋涂：选择2000r/min的转速在硫化锑表面进行旋涂，得到Sb2S3/Co3O4复合电极。
通过SEM、EDS、Raman等测试，得到和实施例1类似的Sb2S3/Co3O4复合薄膜电极。
实施例4：Sb2S3/Co-Pi复合材料的制备
1.沉积基底的预处理
采用实施例1方法对基底进行预处理。
2.Sb2S3薄膜电极的制备
1)前驱体薄膜的制备：配制60mL 0.05M的SbCl3水溶液，首先向溶液中加3mL盐酸抑制金属离子的水解。
2)溶液pH调控：向溶液中加入氢氧化钠调节溶液pH为8。
3)水浴沉积薄膜：将基底浸入溶液中，控制温度为60℃，反应时间为30min，反应时可加入搅拌。
4)清洗：将沉积有预制层的样品取出，用去离子水冲洗干净。清洗时可加入超声振荡。
5)热处理：预制层的硫化热处理过程中，所用硫源为单质硫，载气为氩气，硫化温度为350℃，保温时间为120min，气压为-0.07MPa。
3.Sb2S3/Co-Pi复合电极的制备
1)溶液的配制：配制2mM的硝酸钴溶液，然后向其中加入0.1M的磷酸二氢钾缓冲溶液，利用氢氧化钾调节溶液的pH至7.00。
2)沉积：利用光诱导电沉积在硫化锑表面沉积Co-Pi，采用金属铂做对电极，饱和甘汞做为辅助电极，采用恒电位沉积，在0.8507V vs.SCE下电沉积600s，用去离子水洗涤、干燥，得到复合电极。
图5为复合电极的物相XRD分析，可以发现薄膜中只能检测到Sb2S3，未检测到Co-Pi的存在，可能原因是沉积的量太少，仪器未能检测到或者得到的Co-Pi以非晶的形式存在。表1为复合电极的物相XRF分析，从其检测结果得知，其中含有Co和P元素存在，因此证明成功合成了Co-Pi助催化剂。
表1
元素 S(atom％) Sb Co P
含量 51.8617 48.1249 0.0095 0.0039
通过光电性能测试(结果见图6)显示，Sb2S3在1.23V vs.RHE产生0.09mA/cm2的光电流；同时Sb2S3/Co-Pi复合电极在1.23V vs.RHE产生的光电流密度为0.37mA/cm2，光电流提升4倍以上，而且在整个电压范围内，光电流得到了极大的提升。因此说明Co-Pi是提升Sb2S3光电性能的良好助催化剂之一。
实施例5：Sb2S3/Co-Pi复合材料的制备
1.沉积基底的预处理
采用实施例1方法对基底进行预处理。
2.Sb2S3薄膜电极的制备
1)前驱体薄膜的制备：配制60mL 0.30M的SbCl3水溶液，首先向溶液中加3mL盐酸抑制金属离子的水解。
2)溶液pH调控：向溶液中加入氢氧化钠调节溶液pH为7。
3)水浴沉积薄膜：将基底浸入溶液中，控制温度为80℃，反应时间为45min，反应时可加入搅拌。
4)清洗：将沉积有预制层的样品取出，用去离子水冲洗干净。清洗时可加入超声振荡。
5)热处理：预制层的硫化热处理过程中，所用硫源为单质硫，载气为氩气，硫化温度为350℃，保温时间为60min，气压为-0.1MPa。
3.Sb2S3/Co-Pi复合电极的制备
1)溶液的配制：配制10mM的硝酸钴溶液，然后向其中加入0.2M的磷酸氢二钾缓冲溶液，利用氢氧化钾调节溶液的pH至4.00。
2)沉积：利用光诱导电沉积在硫化锑表面沉积Co-Pi，采用石墨做对电极，饱和甘汞做为辅助电极，采用恒电位沉积，在0.15V vs.SCE下电沉积600s，用去离子水洗涤、干燥，得到复合电极。
通过SEM、EDS、Raman和XRF等测试，得到和实施例4类似的Sb2S3/Co-Pi复合薄膜电极。
实施例6：Sb2S3/Co-Pi复合材料的制备
1.沉积基底的预处理
采用实施例1方法对基底进行预处理。
2.Sb2S3薄膜电极的制备
1)前驱体薄膜的制备：配制60mL 0.1M的SbCl3水溶液，首先向溶液中加3mL盐酸抑制金属离子的水解。
2)溶液pH调控：向溶液中加入氢氧化钠调节溶液pH为8.5。
3)水浴沉积薄膜：将基底浸入溶液中，控制温度为60℃，反应时间为35min，反应时可加入搅拌。
4)清洗：将沉积有预制层的样品取出，用去离子水冲洗干净。清洗时可加入超声振荡。
5)热处理：预制层的硫化热处理过程中，所用硫源为单质硫，载气为氩气，硫化温度为350℃，保温时间为60min，气压为-0.01MPa。
3.Sb2S3/Co-Pi复合电极的制备
1)溶液的配制：配制5mM的硝酸钴溶液，然后向其中加入0.3M的磷酸氢二钾和磷酸二氢钾缓冲溶液，利用氢氧化钾调节溶液的pH至10.00。
2)沉积：利用光诱导电沉积在硫化锑表面沉积Co-Pi，采用金属铂做对电极，饱和甘汞做为辅助电极，采用恒电位沉积，在0.24V vs.SCE下电沉积300s，用去离子水洗涤、干燥。得到复合电极。
通过SEM、EDS、Raman和XRF等测试，得到和实施例4类似的Sb2S3/Co-Pi复合薄膜电极。
实施例7：Sb2S3/FeOOH复合材料的制备
1.沉积基底的预处理
采用实施例1方法对基底进行预处理。
2.Sb2S3薄膜电极的制备
采用实施例1方法制备Sb2S3薄膜电极。
3.Sb2S3/FeOOH复合电极的制备
配制5mM的氯化铁溶液50mL，然后将Sb2S3薄膜浸入溶液中，30℃下浸泡10h，用去离子水洗涤、干燥。
通过光电性能测试(结果见图7)显示，Sb2S3在1.23V vs.RHE产生0.15mA/cm2的光电流；同时Sb2S3/FeOOH复合电极在1.23V vs.RHE产生的光电流密度为0.21mA/cm2，在整个电压范围内，光电流得到了极大的提升。因此说明FeOOH是提升Sb2S3光电性能的良好助催化剂之一。
实施例8：Sb2S3/FeOOH复合材料的制备
1.沉积基底的预处理
采用实施例1方法对基底进行预处理。
2.Sb2S3薄膜电极的制备
1)前驱体薄膜的制备：配制60mL 0.05M的SbCl3水溶液，首先向溶液中加3mL盐酸抑制金属离子的水解。
2)溶液pH调控：向溶液中加入氢氧化钠调节溶液pH为6.5。
3)水浴沉积薄膜：将基底浸入溶液中，控制温度为60℃，反应时间为15min，反应时可加入搅拌。
4)清洗：将沉积有预制层的样品取出，用去离子水冲洗干净。清洗时可加入超声振荡。
5)热处理：预制层的硫化热处理过程中，所用硫源为单质硫，载气为氩气，硫化温度为350℃，保温时间为60min，气压为-0.07MPa。
3.Sb2S3/FeOOH复合电极的制备
配制50mM的氯化铁溶液50mL，然后将Sb2S3薄膜浸入溶液中，20℃下浸泡24h，用去离子水洗涤、干燥。
通过光电性能测试显示，得到和实施例7类似的Sb2S3/FeOOH复合薄膜电极。
实施例9：Sb2S3/FeOOH复合材料的制备
1.沉积基底的预处理
采用实施例1方法对基底进行预处理。
2.Sb2S3薄膜电极的制备
1)前驱体薄膜的制备：配制60mL 0.1M的SbCl3水溶液，首先向溶液中加3mL盐酸抑制金属离子的水解。
2)溶液pH调控：向溶液中加入氢氧化钠调节溶液pH为8.3。
3)水浴沉积薄膜：将基底浸入溶液中，控制温度为60℃，反应时间为30min，反应时可加入搅拌。
4)清洗：将沉积有预制层的样品取出，用去离子水冲洗干净。清洗时可加入超声振荡。
5)热处理：预制层的硫化热处理过程中，所用硫源为单质硫，载气为氩气，硫化温度为350℃，保温时间为120min，气压为-0.05MPa。
3.Sb2S3/FeOOH复合电极的制备
配制0.05M的氯化铁溶液50mL，然后将Sb2S3薄膜浸入溶液中，室温下浸泡12h，用去离子水洗涤、干燥。
通过光电性能测试显示，得到和实施例7类似的Sb2S3/FeOOH复合薄膜电极。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种提高硫化锑薄膜光电性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)基底预处理；
(2)采用化学水浴法在预处理的基底上制备氧化锑预制层，并将预制层硫化热处理制得硫化锑薄膜；
(3)在硫化锑薄膜表面负载助催化剂。
2.根据权利要求1所述的一种提高硫化锑薄膜光电性能的方法，其特征在于，所述助催化剂选自NiO、CoO、Co3O4、Co-Pi、MoS2、FeOOH中的1～3种。
3.根据权利要求2所述的一种提高硫化锑薄膜光电性能的方法，其特征在于，所述步骤(3)为利用水热法、电沉积/光电沉积、浸泡、旋涂、热注射、磁控溅射和热蒸发其中的1～2种方法在硫化锑薄膜表面负载助催化剂。
4.根据权利要求3所述的一种提高硫化锑薄膜光电性能的方法，其特征在于，当助催化剂为Co3O4时，所述步骤(3)包括：
配制0.01～1.5mM的Co3O4悬浊液；
以500～3000r/min的转速在硫化锑薄膜表面旋涂Co3O4悬浊液，得到Sb2S3/Co3O4复合电极。
5.根据权利要求4所述的一种提高硫化锑薄膜光电性能的方法，其特征在于，制备Co3O4悬浊液时所用的分散剂为乙醇、甲苯、甲醇、异丙醇、DMF、DMSO、NMP、四氢呋喃和氯仿中的一种或两种。
6.根据权利要求3所述的一种提高硫化锑薄膜光电性能的方法，其特征在于，当助催化剂为Co-Pi时，所述步骤(3)包括：
首先配制浓度为2～10mM的硝酸钴溶液，向其中加入0.05～0.2M的缓冲溶液，所述缓冲溶液为磷酸氢二钾或磷酸二氢钾中的一种或两种，然后向配制的硝酸钴溶液中加入碱液，调节溶液pH至2～11，所述碱液为KOH，NaOH或氨水中的一种；
将硫化锑薄膜放入调节好pH的硝酸钴溶液中，利用光诱导电沉积在硫化锑薄膜表面制备Co-Pi，光照强度为100mW/cm2，采用石墨或铂中的其中一种作为对电极，饱和甘汞作为参比电极，在0～3V的电位下沉积1～60min，得到Sb2S3/Co-Pi复合电极。
7.根据权利要求3所述的一种提高硫化锑薄膜光电性能的方法，其特征在于，当助催化剂为FeOOH时，所述步骤(3)包括：
配制5mM～100mM的FeCl3溶液；
在环境温度为10～40℃下，将Sb2S3薄膜浸入FeCl3溶液中4～48h后，用去离子水洗涤，干燥，得到Sb2S3/FeOOH复合电极。
8.根据权利要求1所述的一种提高硫化锑薄膜光电性能的方法，其特征在于，所述步骤(1)为将基底依次进行除油剂清洗、高温碱液清洗、超声振荡乙醇清洗和超声振荡水洗，其中所述基底包括玻璃、SnO2导电玻璃、ITO导电玻璃、不锈钢片、钼片、钛片和塑料片中的一种。
9.根据权利要求1所述的一种提高硫化锑薄膜光电性能的方法，其特征在于，所述步骤(2)包括：
配制0.01～0.5M的SbCl3水溶液，并按照盐酸：SbCl3水溶液＝0.01～0.17的体积比向SbCl3水溶液中加入盐酸，以抑制金属离子的水解；
向SbCl3水溶液中加入氢氧化钠调节溶液pH为6～10；
将基底浸入溶液中，控制温度为40～100℃，反应时间为3～45min，以在基底上沉积获得氧化锑预制层；
将沉积有氧化锑预制层的基底取出，用去离子水冲洗干净或超声振荡；
清洗后的沉积有预制层的基底放入管式炉中进行硫化热处理，制得硫化锑薄膜，所用硫源为单质硫，载气为氩气，硫化温度为300～450℃，保温时间为30～240min，气压为-0.1～-0.01MPa。
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