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本发明公开了一种具有择优暴露晶面的氧化铈基电解质薄膜，可以作为固体氧化物燃料电池的电解质隔层，也可以单独作为固体氧化物燃料电池的电解质层，或者用于催化反应；该薄膜采用磁控反应溅射的方法制备。具有择优暴露晶面的氧化铈基电解质薄膜的使用，有效提高了阴极对氧气、阳极对燃料气的电催化性能及氧化铈基电解质薄膜的导电性能，减少了电极极化电阻与欧姆极化电阻，有效的提高了电池的中、低温性能。