中科院合成具有超薄氧化物殼層的銀納米三角

中科院合成具有超薄氧化物殼層的銀納米三角

中國科學院長春光學精密機械與物理研究所的研究人員利用溶膠—凝膠法，以銀納米三角為模型，合成了具有超薄氧化物（SiO2或TiO2）殼層的銀納米三角。氧化物殼層的厚度在2nm～15nm范圍內連續可調，可以有效避免電子和空穴的復合，且不會影響銀納米三角的表面等離子共振增強效應。

當銀納米三角加入到光伏器件中時，通常會帶來幾個方面的影響，如增強光散射、減小器件內阻、表面等離子共振增強效應，以及增加電子和空穴的復合機率等。其中，前3項會對器件的光電轉換效率帶來增強結果，但電子和空穴的復合會降低器件的光電轉換效率，因此需要抑制這一因素。另一方面，金屬納米粒子的表面等離子共振增強效應通常以指數形式衰減，其作用范圍很小（小于20nm），因此，殼層的厚度對金屬納米粒子的表面等離子共振增強效應的利用有著很大的影響。

研究人員利用溶膠—凝膠法合成了超?。ā?nm）的氧化物殼層，既增強了銀納米三角的穩定性，又抑制了電子或空穴在金屬表面的聚集。測試表明，銀納米三角核殼結構的引入，不僅增強了活性層的光吸收，還促進了光生電荷的分離，增強了光誘導吸收。這表明，銀納米三角的表面等離子共振增強效應在促進光吸收上發揮了很大的作用。相應光伏器件的研究和測試表明，其光電轉換效率可提高30%。因此，這種超薄殼層的金屬納米粒子可充分利用金屬納米粒子的表面等離子共振增強效應，為其它結構的太陽能轉化器件的設計提供了新的思路和借鑒。

(科 苑)