AuNRs、Au@AgNRs的制备及其在聚合物太阳能电池及葡萄糖传感器中的应用

器中的应用

本论文围绕金、银纳米粒子在聚合物太阳能电池及无酶葡萄糖传感器中的应用进行研究,主要内容分为以下三部分:一、在聚合物太阳能电池中引入金纳米棒(AuNRs)粒子,主要是在不改变活性层厚度的前提下,利用AuNRs产生的局域表面等离子共振(LSPR)特性所带来的近场增强效应和纳米粒子本身对入射光的散射作用来提高器件对光的吸收,进而提高电池的光电转换效率。本论文首先采用种子生长法制备了不同长径比的AuNRs粒子,然后选取了长、中、短三种不同长径比的AuNRs,将它们应用在基于PTB7:PC71BM倒置结构的聚合物太阳能电池的氧化锌电子传输层中。

最终较长金纳米棒(AR=4.18)修饰的太阳能电池的短路电流密度达到10.81 mA/cm2,其能量转换效率达到4.57%。二、聚多巴胺(PDA)具有很强的粘附性,不仅可以与材料牢固结合,还可以吸附纳米粒子,进行界面设计及构筑,将其应用于聚合物太阳能电池中可以提高器件界面电荷的注入率,更好的进行电子的富集及传输。

本论文首先制备了PDA膜、PDA/AuNRs复合膜,然后用不同剂量电子束对其进行照射,最后将辐照前后的薄膜应用于倒置结构的聚合物太阳能电池中进行研究。最终,引入PDA/AuNRs复合膜的电池其电流密度直接提升至11.97 mA/cm2,能量转换效率为4.75%;50 kGy辐照剂量下引入PDA/AuNRs复合膜的电池其能量转换效率达到 5.66%。

三、双金属Au核-Ag壳纳米棒(Au@AgNRs)不仅保持了两种纳米金属组分原有的特性,而且呈现出优于单一组分金属的协同性能。本论文首先基于种子生长

法合成了 Au@AgNRs。

然后将制备好的Au@AgNRs均匀沉积到ITO表面,作为三电极体系的工作电极。利用循环伏安法和计时电流法对制得的Au@AgNRs/ITO复合电极的电化学行为和对葡萄糖的催化性能进行研究。

Au@AgNRs/ITO复合电极对葡萄糖表现出了良好的电化学催化活性,检测极限达到 0.1 μmol/L,线性检测范围为 20 μmol/L～14 mmol/L。