[發明專利]一種銀納米顆粒修飾的SiO2

有效

• 申請號: 202011159633.9
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112420396B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 李村;孫駿晨;方敏;朱維菊;吳振玉
• 申請（專利權）人: 安徽大學
• 主分類號: H01G9/20
• 分類號: H01G9/20;H01G9/042;C01B33/12;C01G23/053;B82Y30/00
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 喬恒婷

本發明公開了一種銀納米顆粒修飾的SiO₂@TiO₂分層微球及其制備方法和應用，其中SiO₂@TiO₂?Ag分層微球是以SiO₂為核層、以TiO₂為殼層構成的核殼結構，并且在TiO₂的殼層結構上修飾有銀納米顆粒。本發明SiO₂@TiO₂?Ag分層微球能通過微球的散射作用和表面銀納米顆粒的等離子體共振效應的協同作用提高光陽極的光吸收和光生電荷分離，在P25的光陽極中摻雜2％的SiO₂@TiO₂?Ag分層微球能夠提高電池的電流密度和光電轉換效率，短路電流密度從10.12mA cm^?2提高到15.97mA cm^?2，光電轉換效率從4.3％提高到7.3％。

技術領域

本發明屬于太陽能電池(染料敏化太陽能電池電極材料)領域，具體涉及一種銀納米顆粒修飾的SiO₂@TiO₂分層微球及其制備方法和應用。

背景技術

環境和能源已經成為影響人類社會可持續發展的兩個重要問題，因此作為最重要的環境友好型可再生能源，太陽能越來越受到社會的關注。合理高效地利用太陽能是解決上述問題的關鍵。雖然太陽能資源總量驚人，但太陽能的能量密度低，而且因地而異，因時而變，有的太陽能利用裝置還存在成本偏高，效率較低的問題。

太陽能電池是人們獲取太陽能的重要技術之一，它可以通過物理化學效應將太陽能直接轉換成電能。半個多世紀以來，太陽能電池研究不斷進步，已經發展出了包括單晶硅、多晶硅、非晶硅、化合物半導體、聚合物、染料敏化、量子點敏化和鈣鈦礦等類型的太陽能電池，其中染料敏化太陽能電池(DSSCs)因成本低、功耗小、工藝簡單、理論效率高等特點逐漸成為第三代高效太陽能電池的有力競爭者。構建新型的光陽極復合結構，對開發更高效的太陽能電池具有重要意義。

發明內容

本發明旨在提供一種銀納米顆粒修飾的SiO₂@TiO₂分層微球及其制備方法和應用，所要解決的技術問題是通過微球設計合成能夠增加光陽極的光吸收。

本發明銀納米顆粒修飾的SiO₂@TiO₂分層微球，簡記為SiO₂@TiO₂-Ag分層微球，是以 SiO₂為核層、以TiO₂為殼層構成的核殼結構，并且在TiO₂的殼層結構上修飾有銀納米顆粒。

其核層SiO₂與殼層TiO₂的質量比為1：2.0-2.5，修飾的銀納米顆粒的質量占微球質量的 1-1.5％。

本發明銀納米顆粒修飾的SiO₂@TiO₂分層微球的制備方法，包括如下步驟：

步驟1：稱取0.12g粒徑大小為300-400nm的二氧化硅粉末加入到由30mL乙腈和90mL 無水乙醇構成的混合溶液中，超聲分散后，置于21℃水浴中，加入1mL氨水攪拌，隨后緩慢向體系中加入0.9-1.2mL鈦酸異丙酯，反應12h；反應結束后離心并干燥獲得SiO₂@TiO₂微球；