中科院合成具有超薄氧化物壳层的银纳米三角

中科院合成具有超薄氧化物壳层的银纳米三角

中国科学院长春光学精密机械与物理研究所的研究人员利用溶胶—凝胶法，以银纳米三角为模型，合成了具有超薄氧化物（SiO2或TiO2）壳层的银纳米三角。氧化物壳层的厚度在2nm～15nm范围内连续可调，可以有效避免电子和空穴的复合，且不会影响银纳米三角的表面等离子共振增强效应。

当银纳米三角加入到光伏器件中时，通常会带来几个方面的影响，如增强光散射、减小器件内阻、表面等离子共振增强效应，以及增加电子和空穴的复合机率等。其中，前3项会对器件的光电转换效率带来增强结果，但电子和空穴的复合会降低器件的光电转换效率，因此需要抑制这一因素。另一方面，金属纳米粒子的表面等离子共振增强效应通常以指数形式衰减，其作用范围很小（小于20nm），因此，壳层的厚度对金属纳米粒子的表面等离子共振增强效应的利用有着很大的影响。

研究人员利用溶胶—凝胶法合成了超薄（～2nm）的氧化物壳层，既增强了银纳米三角的稳定性，又抑制了电子或空穴在金属表面的聚集。测试表明，银纳米三角核壳结构的引入，不仅增强了活性层的光吸收，还促进了光生电荷的分离，增强了光诱导吸收。这表明，银纳米三角的表面等离子共振增强效应在促进光吸收上发挥了很大的作用。相应光伏器件的研究和测试表明，其光电转换效率可提高30%。因此，这种超薄壳层的金属纳米粒子可充分利用金属纳米粒子的表面等离子共振增强效应，为其它结构的太阳能转化器件的设计提供了新的思路和借鉴。

(科 苑)