铅笔状金@银纳米粒子的双功能应用：高效Fe3+检测与钙钛矿太阳能电池性能提升

本文推荐一种创新的铅笔状Au@Ag纳米粒子，通过不对称蚀刻技术实现双功能突破：其纵向局域表面等离子体共振（LSPR）特性可精准检测1-20 μM范围内的Fe3+（检测限0.0928 μM），同时作为SnO2电子传输层（ETL）修饰材料，使钙钛矿太阳能电池（PSCs）光电转换效率（PCE）提升26.56%。该研究为离子检测与新能源器件开发提供新思路。

　　

Highlight

本研究通过选择性蚀刻均相沉积的Au@Ag纳米棒，制备出具有优异LSPR特性的铅笔状Au@Ag纳米粒子。该材料兼具Fe³⁺检测与PSCs性能增强双功能：在Fe³⁺检测中，Ag壳层从前端开始被蚀刻，导致纵向LSPR吸收峰显著红移（1-20 μM线性响应）；在PSCs中，通过优化SnO₂电子传输层并增强钙钛矿薄膜光吸收，使PCE从10.73%提升至13.58%。

Material characterization

铅笔状Au@Ag纳米粒子的制备分四步：1）金种子法合成横向/纵向LSPR峰分别位于520 nm和760 nm的Au NBPs（图1a-b）；2）Ag壳层沉积导致LSPR峰红移；3）不对称蚀刻形成尖端结构；4）最终产物呈现独特的等离子体耦合效应。

Conclusion

该研究不仅开发了高灵敏度Fe³⁺检测方法（检测限0.0928 μM），更通过LSPR效应优化PSCs界面电荷传输，为生物传感与清洁能源领域提供创新解决方案。蚀刻形成的空腔结构与内部Au尖端耦合，是性能提升的关键机制。