用于光子上转换的三重介质保护金属纳米集群敏感剂

科学领域:

• 材料科学
• 纳米技术
• 摄影化学

背景情况:

• 在太阳能设备中利用未被吸收的光线时,三倍-三倍灭绝光子上转换 (TTA-UC) 是至关重要的.
• 带保护的金属纳米集群正在成为TTA-UC的有效三重敏感剂.
• 现有的敏感剂在量子产量和激发强度要求方面存在局限性.

研究的目的:

• 开发一个原子精确的,受体保护的金属纳米集群作为TTA-UC的三重敏感剂.
• 研究开发的纳米集群在太阳能系统中的升级效率和潜在应用.

主要方法:

• 一个原子精确的三重介质连接体 (TL) 保护金属纳米集群的合成:Au2Cu6(S-Adm) 6[P(DPA) 3 2 (AuCuDPA).
• 纳米集群的光物理性质的表征,包括三重状态的形成和寿命.
• 通过将AuCuDPA与DPA消灭器相结合来测量红色到蓝色的上升转换量子产量 (ΦUCg).

主要成果:

• AuCuDPA纳米集群有效地产生了长寿命的三重状态 (大约 150微秒) 通过金属到配体的电荷转移.
• 在640 nm的低值激发强度36 mW cm−2时,实现了20.7 ± 0.4%的上升转换量子产量.
• 在阳光照射下观察到强烈的上转辐射,显示出伪一级的TTA动力学.

结论:

• AuCuDPA纳米集群显著提升了TTA-UC敏感剂的性能,超过了现有的纳米晶体和纳米集群敏感剂.
• 实现的量子产量接近基于DPA的系统的理论极限.
• 由于其在模拟阳光下的效率和性能,该传感器在以太阳能为基础的系统中具有很高的实际应用潜力.