光热-水伏协同效应宽谱等离激元核壳材料及器件制备方法

1.本发明涉及等离激元、光热、金属纳米结构、自供电设备和薄膜器件领域，具体涉及一种光热-水伏协同效应宽谱等离激元核壳材料及器件制备方法。


背景技术：

2.随着目前人类社会面临的环境与能源问题日趋严重，许多的努力被投入到绿色能源技术研究，包括光伏发电、压电、热电还有近些年刚刚受到关注的水伏发电。水伏发电器件中的功能材料可以自发地从周围环境中吸收水分子，然后利用材料的水合作用产生离子浓度梯度驱动载流子在外部电路的定向运动，从而产生能量对外供能。水伏发电器件可以直接利用自然环境中普遍存在的水分(蒸发、呼吸、蒸腾、升华等)发电，显示出作为便携式功能器件的便捷性。可供用来进行水伏发电的材料主要有无机碳、无机固体氧化物、有机聚合物还有天然生物材料等，在这其中并没有将等离激元金属引入水伏发电领域的报道，并且等离激元金属自身也是一个十分优秀的光吸收材料。
3.由于目前水伏发电器件对外输出较低，往往需要多个器件同时工作来实现对实际应用供能。所以如何提高水伏发电输出是目前领域的研究重点，在众多提高输出的方法中，引入光热效应协同的水伏发电器件，既可以提高水伏发电对外输出又可以将自然界中丰富的太阳能利用起来。水伏发电器件作为电源器件的输出大小或者是作为传感器件的传感速度都与水蒸发速度息息相关，提高水蒸发速度可以有效地提高器件的输出性能。而在自然环境中能够影响水蒸发速度的因素(例如温度，风速以及湿度等)中，风速以及湿度是不易于改变的因素，或者说改变需要付出能量的代价，但是温度的改变可以简单地由太阳光照射达成，有关于光热材料也有着丰富的研究经验，因此引入光热效应是一个很适合于选用增强水伏发电输出性能的方向，还可以有效地利用自然界地太阳能。但是目前有关于这种光热协同的水伏发电器件的研究还不多，使用的材料往往是独立的水伏发电材料与光吸收材料通过机械混合或薄膜叠加等方式结合起来，水伏效应与光热效应两者是分立的，没有通过一种材料将两种效应结合起来的报道。
4.在光热协同的水伏发电器件中，光吸收材料是一个重要的组成部分，在光照下器件能上升的温度决定了光热对水伏发电输出的提高程度。常用的宽光谱吸收材料除碳基材料之外，还有等离激元金属材料，当光照射到贵金属(例如ag、au、pt等)表面时，会出现一种局域表面等离激元共振的现象，会对光谱选择性共振增强，这种光谱响应会随形貌尺寸变化，吸收不同的波段的光，可以通过调控形貌结构匹配光学吸收便可以做到宽光谱吸收，并且等离激元自身热导性要高于周围环境介质的热导性，因此有高度局域热效应，光热转换效率更好。但是目前传统的各向异性的等离激元纳米结构，在短波段吸收不强，spr共振峰较窄，并且传统的纳米结构平面内的聚集会使光谱发生红移，无法解决短波长吸收不强的缺陷。并且裸露的等离激元纳米结构，因为纳米结构的脆弱性，在温度升高到60℃之后，便会开始发生形变，无法维持原本的形态，纳米结构便受到了破坏。所以目前需要制备一种能够增强等离激元纳米结构的短波长光吸收能力，做到宽光谱吸收并且能够解决金属纳米材
料耐高温性太差的缺陷的材料。


技术实现要素：

5.技术问题：本发明的目的是解决传统各向异性表面等离激元金属纳米结构的短波长吸收效果差、无法做到宽光谱吸收和耐高温能力差，以及现有的水伏发电领域使用材料还未涉及等离激元金属材料等问题，提出了一种具有水伏-光热协同效应的宽谱吸波等离激元金属-金属氧化物核壳结构及薄膜器件制备方法，这种材料可以做到宽光谱吸收和优秀的耐高温性能，在一种材料上实现优秀的光热协同的水伏发电。
6.技术方案：为解决上述技术问题，本发明提出了一种光热-水伏协同效应宽谱等离激元核壳材料及器件，其制备方法包括以下步骤：
7.配制配体a的乙醇溶液ⅰ与氧化物前驱体b的乙醇溶液ⅱ，制备各向异性表面等离激元金属纳米结构乙醇溶液ⅲ；
8.向等离激元金属纳米结构乙醇溶液ⅲ中加入配体a的乙醇溶液ⅰ，并搅拌10～60min，在配体a的作用下，各向异性表面等离激元金属纳米结构发生团聚，分别在平面上发生聚集，在纵向上相互重叠，得到团聚的各向异性表面等离激元纳米结构；再通过离心去除上清液，并加入氧化物前驱体乙醇溶液ⅱ对其进行稀释和超声，然后加入ph值调控剂c将溶液ph值调整到7.5-9并封口反应2-8h，得到等离激元核壳材料乙醇溶液ⅳ；
9.制备等离激元核壳材料悬浊液
ⅴ
；
10.在亲水绝缘基底e上画上导电碳浆电极，待电极干燥后，使用滴涂、刮涂或丝网印刷等方法等涂敷等离激元核壳材料悬浊液
ⅴ
；在溶剂自然挥发干燥过程中，毛细管驱动均匀混合纳米颗粒进行自组装，得到等离激元核壳材料薄膜；随后将得到的薄膜通过氧等离子清洗进行表面改性，设置清洗功率为0.5-50w，清洗时间为0.1-1min，得到光热-水伏协同效应宽谱等离激元核壳材料纳米薄膜器件。
11.其中，
12.所述的各向异性表面等离激元金属纳米结构包括的材料有金、银或金银合金，包括的形貌有纳米板、纳米盘、纳米十面体或纳米棒，单分散的各向异性表面等离激元金属纳米结构具有表面等离激元共振效应窄带共振峰，位置在400-1000nm之间可选，乙醇溶液ⅲ摩尔浓度在0.0012-0.12m之间。
13.所述的配体a为16-巯基十六烷基酸、n,alpha-二甲基-2-噻吩乙胺盐酸盐与n-乙酰半胱氨酸这些含硫醇键的配体，不同链长的配体得到的各向异性表面等离激元金属纳米结构团聚间距不一样；氧化物前驱体b为硅酸四乙酯、钛酸四丁酯、三氯化铝这些金属氧化物前驱体；ph值调控剂c为二甲胺或氨水。
14.所述的配体a在各向异性表面等离激元纳米结构乙醇溶液ⅳ中的摩尔浓度为0.02-2mm，氧化物前驱体乙醇溶液ⅱ摩尔浓度为0.6-60mm。
15.所述的各向异性表面等离激元金属纳米结构在搅拌过程中，在特定浓度以及链长配体a作用下发生平面上的聚集以及纵向的堆叠，聚集的间距在0-30nm内随机分布，重叠的数量在1-5范围内随机分布，分别对应于核壳结构光谱上的连续红移与蓝移，使得各向异性表面等离激元金属纳米结构的单峰吸收扩展到宽光谱吸收。
16.所述的各向异性表面等离激元金属纳米结构的尺寸为平面方向上尺寸50-200nm，
纵向厚度10-50nm。
17.通过控制包壳过程中氧化物前驱体b的乙醇溶液ⅱ浓度控制生长的壳厚度在5-40nm范围内，确保光照条件下内核等离激元纳米结构产生的热电子可以转移到外壳表面。
18.所述的室温下挥发性较强的有机溶剂d包括乙醇、甲醇或丙酮，使用的亲水绝缘基底e包括塑料薄板、玻璃或氧化铝板。
19.所述的制备等离激元核壳材料悬浊液
ⅴ
的具体步骤包括：将等离激元核壳材料乙醇溶液ⅳ离心后取沉淀物，干燥后进行研磨，随后按照0.05-5g/ml的比例均匀分散在室温下挥发性较强的有机溶剂d中，得到等离激元核壳材料悬浊液
ⅴ
。
20.本发明的形成原理与水伏发电方式为：单分散的各向异性等离激元纳米结构，在光谱上有一个明显的主共振峰以及一个较弱的次共振峰，分别对应面内(横向)与面外(纵向)的等离激元共振模式，这种情况下的纳米结构的颜色由主共振峰所处波段决定，并且宽谱吸收能力较弱。在各向异性表面等离激元纳米结构的乙醇溶液加入带有硫醇键的配体之后，单分散的纳米结构会在配体作用下相互团聚在一起，当配体浓度较低时，这种团聚一般只发生在平面上，但是当配体浓度达到一定程度时，纳米结构会在纵向上也被吸引重叠在一起。在特定浓度与链长的配体作用下，平面内聚集的纳米结构之间的距离在一定范围内连续随机变化，这种距离一般在0-30nm之间，也会有部分重叠的情况出现，这对应着光谱的连续红移。而当纳米结构经过纵向重叠时，各向异性减弱，叠加的数量随机分布，导致光谱的连续蓝移。在上述随机的特征结构的作用下，孤立的各向异性表面等离激元纳米结构的光谱分别进行连续的红移与蓝移，并且通过控制各向异性表面等离激元纳米结构的主spr峰分布在400-1000nm之间，使得光谱相对均衡地进行蓝移与红移最终做到宽光谱吸光。图1给出了各向异性表面等离激元纳米结构团聚过程以及对应的光谱改变的示意图。
21.相比于单一水伏效应器件，本发明制备的等离激元核壳材料纳米薄膜器件具有光热效应，依靠具有宽谱吸波能力的等离激元金属内核可以将吸收的光能转化成热能，热能再促进水蒸发速率，进而提升了水伏发电效果。水伏发电的产生主要依靠等离激元核壳材料的金属氧化物外壳，在与水接触时，金属氧化物表面会带上电荷，电荷符号以及电量由材料类型决定，这种电荷决定了材料的zeta电位，也决定了水伏发电时产生的电势大小。图4展示了等离激元金属-金属氧化物核壳结构薄膜水伏发电原理示意图，此时核壳结构表面带正电荷，在毛细力驱动下，水沿着薄膜表面上升，在通过薄膜内部的纳米通道的时候，水中的离子由于受到材料表面电荷的库仑力作用，正电荷被排斥只有负电荷允许通过。在纳米通道末端，水蒸发留下聚集的负电荷，此时纳米通道两端产生电势差。这种蒸发驱动的水伏发电输出大小与水流动通过纳米通道的速度成正比，因此当薄膜受到光照时，等离激元金属-金属氧化物核壳结构的内核吸收光使得薄膜温度上升，水蒸发速度加快，水流速度加快，从而使得水伏发电输出增加。由于金属氧化物外壳的存在，可以将光照强度进一步提高使得薄膜温度提升到更高温度，进一步增加水伏发电对外输出。利用这种光热协同的水伏发电输出，可以将光热-水伏协同效应宽谱等离激元核壳器件作为一种电源器件使用。此外，得益于核壳结构等离激元金属内核与金属氧化物外壳之间的良好接触，光照产生的热电子可以越过外壳到达金属氧化物表面从而参与水伏发电，可以利用这种变化较快的光生热电子，应用于快速响应的光强传感器。
22.有益效果：本发明与现有技术相比具有以下的优点：
23.1.提出了一种水伏-光热协同效应的等离激元核壳材料薄膜。传统的蒸发驱动的水伏发电薄膜一般要求纳米材料的尺寸在100-1000nm之内，当材料的尺寸达到微米量级时，容易出现水在薄膜中上升高度较低，并且内部纳米通道离子过滤性下降。本发明使用的各向异性表面等离激元金属纳米结构，在一个方向上超薄，约为10nm，在发生纵向的叠加时尺寸还是在100nm内，可以突破衍射极限进行光谱调控，制备得到的核壳结构的等离激元金属内核尺寸在100-300nm范围内，符合水伏发电对纳米材料尺寸的要求，具有较好的水伏发电能力，拓展了水伏发电领域的材料选择；
24.2.提出了一种宽谱吸波的等离激元核壳材料。传统的各向异性表面等离激元金属纳米结构，在短波段吸收不强，spr共振峰较窄，并且传统的纳米结构平面内的聚集会使光谱发生红移，无法解决短波长吸收不强的缺陷。本发明制备纳米材料结构，单分散的各向异性表面等离激元金属纳米结构具有窄带spr共振峰，位置在400-1000nm之间可选，团聚过程中发生横向的团聚与纵向的重叠，分别使得光谱红移与蓝移，光谱覆盖到400-1100nm；
25.3.提出了使用氧化物外壳保护金属内核的策略以防止金属纳米结构在较高温度下发生形变。在光热协同的水伏发电中，材料温度会随着光照强度的增强而上升，而传统的裸露的各向异性表面等离激元金属纳米结构，因为纳米结构的脆弱性，在温度升高到60℃之后，便会开始与外界物质例如氧气、水发生化学反应，无法维持原本的形态，纳米结构会受到破坏。当在各向异性表面等离激元金属纳米结构外侧包裹上一层氧化物外壳之后，在外壳的拘束下可以有效地从高温下保护金属内核，防止其发生形变失去特性，提高耐高温能力。本发明介绍的方法可以做到大批量、低成本地制备具有较好耐高温性能的等离激元核壳材料，可以在较高温度下(利用透镜进一步聚焦提高温度)利用光热效应进一步提升相同面积内的输出面功率。
26.4.通常使用的金属氧化物水伏发电薄膜制备方法中，混合物材料往往是进行简单的机械混合，这种方法存在着分散性不可控、工艺不稳定等问题，并且材料之间的接触依赖于材料之间的静电力等作用力，导致制备的器件性能不可控。本发明制备的等离激元核壳材料，内核与外壳之间有着良好的接触，电子输运通道稳定，有助于光照下等离激元金属产生的热电子转移到金属氧化物外壳参加水伏发电过程。
附图说明
27.图1各向异性表面等离激元金属纳米结构从分散到团聚微观结构及光谱示意图，实线为原本spr共振峰位置，虚线为spr共振峰移动后位置。
28.图2等离激元核壳材料透射电子显微镜图像(tem)，a图对应各向异性表面等离激元金属纳米结构的纵向重叠，b图对应各向异性表面等离激元金属纳米结构的平面团聚。
29.图3等离激元核壳器件制备过程。
30.图4等离激元核壳器件水伏发电原理示意图，使用透镜将太阳光聚焦照射到器件表面进行太阳能利用，这种方式可以进一步提升器件表面温度。
31.图5等离激元核壳器件光源关闭瞬间负响应示意图，此时负响应消失，电压瞬间回升。
具体实施方式
32.下面通过具体实施例进一步说明本发明：
33.实施例一
34.步骤一：前驱体制备
35.配置得到摩尔浓度为4mm的16-巯基十六烷基酸(mha)的乙醇溶液ⅰ与摩尔浓度为6mm的硅酸四乙酯(teos)的乙醇溶液ⅱ，制备银纳米板乙醇溶液ⅲ。
36.步骤二：等离激元核壳材料制备
37.向银纳米板乙醇溶液ⅲ中加入1.16ml的mha的乙醇溶液ⅰ，并搅拌30min，在mha的作用下，银纳米板发生团聚，分别在平面上发生聚集，在纵向上相互重叠，得到团聚的银纳米板。接着离心去除上清液，使用teos乙醇溶液ⅱ稀释并超声，然后加入二甲胺将ph调整到约8并封口反应4h，得到银-二氧化硅核壳结构乙醇溶液ⅳ。
38.步骤三：等离激元核壳材料悬浊液制备
39.将银-二氧化硅核壳结构乙醇溶液ⅳ离心后取沉淀物，干燥后进行研磨，随后按照0.5g/ml的比例均匀分散在室温下挥发性较强的乙醇中，得到银-二氧化硅核壳结构悬浊液
ⅴ
。
40.步骤四：等离激元核壳材料纳米薄膜器件制备
41.将银-二氧化硅核壳结构悬浊液
ⅴ
使用丝网印刷的方法涂敷在画好电极的亲水pet基底上，在溶剂自然挥发干燥过程中，毛细管驱动均匀混合纳米颗粒进行自组装，得到等离激元金属-金属氧化物薄膜。随后将得到的薄膜通过氧等离子清洗进行表面改性，设置清洗功率为0.5w，清洗时间为20s，得到银-二氧化硅核壳结构纳米薄膜器件。
42.实施例二
43.步骤一：前驱体制备
44.配置得到摩尔浓度为4mm的16-巯基十六烷基酸(mha)的乙醇溶液ⅰ与摩尔浓度为6mm的硅酸四乙酯(teos)的乙醇溶液ⅱ，制备银-金-银合金纳米棒乙醇溶液ⅲ。
45.步骤二：等离激元核壳材料制备
46.向银-金-银合金纳米棒乙醇溶液ⅲ中加入1.16ml的mha的乙醇溶液ⅰ，并搅拌30min，在mha的作用下，银-金-银合金纳米棒发生团聚，分别在平面上发生聚集，在纵向上相互重叠，得到团聚的银纳米板。接着离心去除上清液，使用teos乙醇溶液ⅱ稀释并超声，然后加入二甲胺将ph调整到约8并封口反应4h，得到银-金-银合金纳米棒-二氧化硅核壳结构乙醇溶液ⅳ。
47.步骤三：等离激元核壳材料悬浊液制备
48.将银-金-银合金纳米棒-二氧化硅核壳结构乙醇溶液ⅳ离心后取沉淀物，干燥后进行研磨，随后按照1g/ml的比例均匀分散在室温下挥发性较强的乙醇中，得到银-二氧化硅核壳结构悬浊液
ⅴ
。
49.步骤四：等离激元核壳材料纳米薄膜器件制备
50.将银-金-银合金纳米棒-二氧化硅核壳结构悬浊液
ⅴ
滴涂在画好电极的亲水玻璃基底上，在溶剂自然挥发干燥过程中，毛细管驱动均匀混合纳米颗粒进行自组装，得到等离激元金属-金属氧化物薄膜。随后将得到的薄膜通过氧等离子清洗进行表面改性，设置清洗功率为0.5w，清洗时间为20s，得到银-二氧化硅核壳结构纳米薄膜器件。
51.实施例三
52.步骤一：前驱体制备
53.配置得到摩尔浓度为0.4mm的16-巯基十六烷基酸(mha)的乙醇溶液ⅰ与摩尔浓度为6mm的硅酸四乙酯(teos)的乙醇溶液ⅱ，制备银纳米板乙醇溶液ⅲ。
54.步骤二：等离激元核壳材料制备
55.向银纳米板乙醇溶液ⅲ中加入0.116的mha的乙醇溶液ⅰ，并搅拌30min，在mha的作用下，银纳米板发生团聚，分别在平面上发生聚集，在纵向上相互重叠，得到团聚的银纳米板。接着离心去除上清液，使用teos乙醇溶液ⅱ稀释并超声，然后加入二甲胺将ph调整到约8并封口反应4h，得到银-二氧化硅核壳结构乙醇溶液ⅳ。
56.步骤三：等离激元核壳材料悬浊液制备
57.将银-二氧化硅核壳结构乙醇溶液ⅳ离心后取沉淀物，干燥后进行研磨，随后按照0.5g/ml的比例均匀分散在室温下挥发性较强的乙醇中，得到银-二氧化硅核壳结构悬浊液
ⅴ
。
58.步骤四：等离激元核壳材料纳米薄膜器件制备
59.将银-二氧化硅核壳结构悬浊液
ⅴ
使用丝网印刷的方法涂敷在画好电极的亲水pet基底上，在溶剂自然挥发干燥过程中，毛细管驱动均匀混合纳米颗粒进行自组装，得到等离激元金属-金属氧化物薄膜。随后将得到的薄膜通过氧等离子清洗进行表面改性，设置清洗功率为0.5w，清洗时间为20s，得到银-二氧化硅核壳结构纳米薄膜器件。
60.分别按照实施例1-3制备出等离激元金属-金属氧化物核壳结构纳米薄膜，对其进行光源开关的快速响应。作为一个电源器件，输出功率可以随光源变化而快速变化，这种变化可以反映在负载器件上，此处以驱动一个led灯为例，关闭光源时输出电压产生快速上升的尖峰，包括如下步骤：
61.步骤一：连接电路
62.制备多个等离激元核壳材料纳米薄膜，并在基于输出电压及内阻计算基础上，通过串并联将多个单元连接在一起组成水伏发电组，并连接led灯两端；
63.步骤二：打开光源点亮led灯
64.将等离激元核壳材料纳米薄膜分别插入水中，等待水沿着薄膜表面上升达到稳定后，打开光源照射薄膜表面并等待水伏发电组输出电压稳定，并且点亮led灯；
65.步骤三：快速开关光源
66.使用遮挡物快速遮挡光源或者快速开关电源，观察led灯亮度变化频率来对遮挡或开关次数计数。
67.另外，本领域技术人员还可在本发明精神内作其它变化，当然这些依据本发明精神所作的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。

技术特征：
1.一种光热-水伏协同效应宽谱等离激元核壳材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：配制配体a的乙醇溶液ⅰ与氧化物前驱体b的乙醇溶液ⅱ，制备各向异性表面等离激元金属纳米结构乙醇溶液ⅲ；向等离激元金属纳米结构乙醇溶液ⅲ中加入配体a的乙醇溶液ⅰ，并搅拌10～60min，在配体a的作用下，各向异性表面等离激元金属纳米结构发生团聚，分别在平面上发生聚集，在纵向上相互重叠，得到团聚的各向异性表面等离激元纳米结构；再通过离心去除上清液，并加入氧化物前驱体乙醇溶液ⅱ对其进行稀释和超声，然后加入ph值调控剂c将溶液ph值调整到7.5-9并封口反应2-8h，得到等离激元核壳材料乙醇溶液ⅳ。2.如权利要求1所述的一种光热-水伏协同效应宽谱等离激元核壳材料的制备方法，其特征在于，各向异性表面等离激元金属纳米结构包括的材料有金、银或金银合金，包括的形貌有纳米板、纳米盘、纳米十面体或纳米棒，单分散的各向异性表面等离激元金属纳米结构具有表面等离激元共振效应窄带共振峰，位置在400-1000nm之间可选，乙醇溶液ⅲ摩尔浓度在0.0012-0.12m之间。3.如权利要求1所述的一种光热-水伏协同效应宽谱等离激元核壳材料的制备方法，其特征在于，所述的配体a为16-巯基十六烷基酸、n,alpha-二甲基-2-噻吩乙胺盐酸盐与n-乙酰半胱氨酸这些含硫醇键的配体，不同链长的配体得到的各向异性表面等离激元金属纳米结构团聚间距不一样；氧化物前驱体b为硅酸四乙酯、钛酸四丁酯、三氯化铝这些金属氧化物前驱体；ph值调控剂c为二甲胺或氨水。4.如权利要求1所述的一种光热-水伏协同效应宽谱等离激元核壳材料的制备方法，其特征在于，配体a在各向异性表面等离激元纳米结构乙醇溶液ⅳ中的摩尔浓度为0.02-2mm，氧化物前驱体乙醇溶液ⅱ摩尔浓度为0.6-60mm。5.如权利要求1所述的一种光热-水伏协同效应宽谱等离激元核壳材料的制备方法，其特征在于，各向异性表面等离激元金属纳米结构在搅拌过程中，在特定浓度以及链长配体a作用下发生平面上的聚集以及纵向的堆叠，聚集的间距在0-30nm内随机分布，重叠的数量在1-5范围内随机分布，分别对应于核壳结构光谱上的连续红移与蓝移，使得各向异性表面等离激元金属纳米结构的单峰吸收扩展到宽光谱吸收。6.如权利要求1所述的一种光热-水伏协同效应宽谱等离激元核壳材料的制备方法，其特征在于，所述的各向异性表面等离激元金属纳米结构的尺寸为平面方向上尺寸50-200nm，纵向厚度10-50nm。7.如权利要求1所述的一种光热-水伏协同效应宽谱等离激元核壳材料的制备方法，其特征在于，通过控制包壳过程中氧化物前驱体b的乙醇溶液ⅱ浓度控制生长的壳厚度在5-40nm范围内，确保光照条件下内核等离激元纳米结构产生的热电子可以转移到外壳表面。8.一种光热-水伏协同效应宽谱等离激元核壳器件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：制备等离激元核壳材料悬浊液
ⅴ
；在亲水绝缘基底e上画上导电碳浆电极，待电极干燥后，涂敷等离激元核壳材料
ⅴ
；在溶剂自然挥发干燥过程中，毛细管驱动均匀混合纳米颗粒进行自组装，得到等离激元核壳材料薄膜；随后将得到的薄膜通过氧等离子清洗进行表面改性，设置清洗功率为0.5-50w，
清洗时间为0.1-1min，得到光热-水伏协同效应宽谱等离激元核壳材料纳米薄膜器件。9.如权利要求8所述的一种光热-水伏协同效应宽谱等离激元核壳器件的制备方法，其特征在于，使用的室温下挥发性较强的有机溶剂d包括乙醇、甲醇或丙酮，使用的亲水绝缘基底e包括塑料薄板、玻璃或氧化铝板。10.如权利要求8所述的一种光热-水伏协同效应宽谱等离激元核壳器件的制备方法，其特征在于，制备等离激元核壳材料悬浊液
ⅴ
的具体步骤包括：将等离激元核壳材料乙醇溶液ⅳ离心后取沉淀物，干燥后进行研磨，随后按照0.05-5g/ml的比例均匀分散在室温下挥发性较强的有机溶剂d中，得到等离激元核壳材料悬浊液
ⅴ
。

技术总结
本发明提供了一种光热-水伏协同效应宽谱等离激元核壳材料及器件制备方法。在合成过程中，各向异性的等离激元纳米结构分别发生平面上的聚集以及纵向的重叠，分别使得表面等离激元共振效应(Surface Plasmon Resonance，SPR)共振峰发生红移与蓝移，突破衍射极限做到宽光谱吸收。本发明制备的薄膜具有良好的光热效应，氧化物外壳的存在可以有效保护等离激元金属内核，防止其在温度升高时与外界发生化学反应而变形。此外，制备的薄膜具有较好的水伏发电能力，同时可以在光照下利用光热效应提高水伏发电输出。伏发电输出。伏发电输出。


技术研发人员：张晓阳 严曦 张帅 宋元军 周桓立 张彤
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：2023.05.19
技术公布日：2023/8/16