Au@Ag@SiO₂核壳结构纳米颗粒中Ag壳厚度对染料敏化太阳能电池光电性能的影响

【作者】 车玉萍； 汪洋； 翟锦； 宋延林；

【机构】 北京航空航天大学化学与环境学院； 中国科学院化学研究所；

【摘要】 Au、Ag具有很强的局域表面等离子共振效应（LSPR）且在可见光范围内具有优异的电磁增强效应[1,2]。与Au纳米材料相比,Ag纳米材料还能表现出更高的太阳能转换效率及超灵敏的折射作用[3]。此外,科研者还试图将Au和Ag整合到一个体系中,并将其应用于催化、传感、成像和生物医学等研究领域[4]。到目前为止,并未见Ag壳均匀沉积在整个Au核表面的报道,这是因为Au种子具有高度各向异性。此外,由于无包覆的贵金属纳米粒子具有高表面复合速度[5],因此在染料敏化太阳能电池应用中Au@Ag核壳纳米颗粒需要在颗粒表面包覆一层超薄绝缘层,防止光生载流子在贵金属纳米颗粒表面复合。基于此,我们在溶液中合成了Au@Ag@SiO₂核-壳-超薄壳纳米颗粒,而Au@Ag@SiO₂核-壳-超薄壳纳米颗粒则可以通过改变Ag壳的厚度对其表面等离子体共振效应进行精细的剪裁,使其光谱吸收范围从400 nm到550 nm连续可调。因此,引入到光阳极中的Au@Ag@SiO₂核-壳-超薄壳纳米颗粒可以通过改变Ag壳的厚度调节表面等离子体共振效应增强光捕获效率,从而能够更加有效的提高染料敏化太阳能电池的光电转换效率。更多还原