[發明專利]等離激元增強的染料敏化太陽能電池

有效

• 申請號: 201380060564.8
• 申請日: 2013-10-08
• 公開（公告）號: CN104798157B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: J.齊;X.當;A.M.貝爾徹;P.T.哈蒙德
• 申請（專利權）人: 麻省理工學院
• 主分類號: H01G9/20
• 分類號: H01G9/20
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 宋莉

1.染料敏化太陽能電池，其包括光陽極，所述光陽極包括光吸收劑與多個TiO₂納米顆粒和多個形成等離激元的納米結構體，其中各形成等離激元的納米結構體包括氧化物核、在所述氧化物核的表面上的內部金屬殼、和在所述內部金屬殼的表面上的外部氧化物殼，其中多個形成等離激元的納米結構體的局域表面等離激元共振匹配光吸收劑的吸收波長區域以均衡和優化在不同波長的光捕獲，其中包括TiO₂的所述氧化物核具有不大于50nm的直徑，所述內部金屬殼具有不大于5nm的厚度，和包括TiO₂的所述外部氧化物殼具有小于或等于2nm的厚度。

2.權利要求1的染料敏化太陽能電池，其中所述內部金屬殼包括Au、Ag或其組合。

3.權利要求1的染料敏化太陽能電池，其中所述多個形成等離激元的納米結構體點綴有所述多個TiO₂納米顆粒。

4.權利要求3的染料敏化太陽能電池，其中所述形成等離激元的納米結構體為所述光陽極中的全部納米顆粒的0.01重量％至2.5重量％。

5.產生太陽能的方法，其包括照射包括光吸收劑與多個TiO₂納米顆粒和多個形成等離激元的納米結構體的染料敏化太陽能電池，其中各形成等離激元的納米結構體包括氧化物核、在所述氧化物核的表面上的內部金屬殼、和在所述內部金屬殼的表面上的外部氧化物殼，其中多個形成等離激元的納米結構體的局域表面等離激元共振匹配光吸收劑的吸收波長區域以均衡和優化在不同波長的光捕獲，其中包括TiO₂的所述氧化物核具有不大于50nm的直徑，所述內部金屬殼具有不大于5nm的厚度，和包括TiO₂的所述外部氧化物殼具有小于或等于2nm的厚度。

6.權利要求5的方法，其中所述內部金屬殼包括Au、Ag或其組合。

7.權利要求5的方法，其中所述多個形成等離激元的納米結構體點綴有所述多個TiO₂納米顆粒。

8.權利要求7的方法，其中所述形成等離激元的納米結構體為光陽極中的全部納米顆粒的0.01重量％至2.5重量％。

9.制造染料敏化太陽能電池的方法，其包括形成光陽極，所述光陽極包括光吸收劑與多個TiO₂納米顆粒和多個形成等離激元的納米結構體，其中各形成等離激元的納米結構體包括氧化物核、在所述氧化物核的表面上的內部金屬殼、和在所述內部金屬殼的表面上的外部氧化物殼，其中多個形成等離激元的納米結構體的局域表面等離激元共振匹配光吸收劑的吸收波長區域以均衡和優化在不同波長的光捕獲，其中包括TiO₂的所述氧化物核具有不大于50nm的直徑，所述內部金屬殼具有不大于5nm的厚度，和包括TiO₂的所述外部氧化物殼具有小于或等于2nm的厚度。

10.權利要求9的方法，其中形成光陽極包括在基底上沉積所述多個形成等離激元的納米結構體。

11.權利要求10的方法，其中形成光陽極包括在沉積之前將所述多個TiO₂納米顆粒與所述多個形成等離激元的納米結構體混合。

12.權利要求9的方法，其中所述內部金屬殼包括Au、Ag或其組合。

13.權利要求9的方法，其中所述多個形成等離激元的納米結構體點綴有所述多個TiO₂納米顆粒。

14.權利要求13的方法，其中所述形成等離激元的納米結構體為所述光陽極中的全部納米顆粒的0.01重量％至2.5重量％。