[发明专利]一种测定胶体态量子点薄膜的光谱电化学传感复合探头

说明书

技术领域

本发明涉及的一种测定胶体态量子点薄膜的光谱电化学传感复合探头，可用于光电化学测试领域。

背景技术

半导体量子点具有量子尺寸效应、介电限域效应、多载流子生成与可分离特征，因此，以量子点作为敏化剂的量子点敏化太阳能电池(QDSSC)理论效率可达到66％【Anders Hagfeldt,Gerrit Boschloo,Licheng Sun,Lars Kloo,Henrik Pettersson.Dye-Sensitized Solar Cells.Chem.Rev.,2010,110,6595-6663】，这一特征使得量子点太阳能电池具有重要的研究价值与应用潜力。量子点的能带随形状尺寸可调也为QDSSC带来了更多的材料选择和新结构开发的空间，QDSSC可通过选择不同能带的量子点及控制粒径的尺寸来实现吸光波长的可控调节，同时提高激子的浓度。在QDSSC的研究中，电解质氧化还原电对电位与氧化态染料分子能级之间的不匹配是造成电池开路电压和总体效率偏低的主要原因。因此，准确测定量子点在模拟电池环境下的绝对能级位置【Zhong,H.；Lo,S.S.；Mirkovic,T.；Li,Y.；Ding,Y.；Li,Y.；Scholes,G.D.ACS Nano2010,4,5253.doi:10.1021/nn1015538】，选取能与电池电解质能级匹配的量子点材料对于提高光电池转换效率具有重要意义。

目前测试胶体态量子点薄膜光谱的装置的受光面大多为圆弧面，但是圆弧的凸面对于光的传输不利，传感模式有限，灵敏度不高(只能测定大于nA级光电流)，而且光源的光程难以确定。在光电化学方法中，由于光电流信号由界面反应而产生，故电极的真实表面积与光电流信号紧密相光，而常规胶体态量子点薄膜的受光面积难以控制，致使测试的可控性及实验重复性差。测试光谱电化学的石英光度池上部孔穴顶板多为正方形，虽然能够牢固固定电极位置，但是不能调节工作电极受光面的角度【焦奎，吕刚，孙伟，杨涛，吴俊峰,紫外可见薄层光谱电化学.青岛化工学院学报,2001，22(3)，0201-0209】。另外，石英光度池的底端的薄层腔体，腔体狭小，难以清洗。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种测定胶体态量子点薄膜的光谱电化学传感复合探头，旨在使其可以实现胶体态量子点薄膜光谱数据和电化学数据的同时采集，同时灵敏度高、可控性好且重复性好。

本发明解决技术问题，采用如下技术方案：

本发明测定胶体态量子点薄膜的光谱电化学传感复合探头，其特点在于：设置一石英光度池，在石英光度池内设置有宏量溶液测试腔体和连通在所述宏量溶液测试腔体下方的薄层腔体，在所述薄层腔体的底部、位于所述石英光度池的侧壁上设置有毛细管接口，在所述毛细管接口内插入有毛细管，所述毛细管一端与薄层腔体连通，另一端伸出在石英光度池外；

在所述石英光度池的上端面设置有一用于卡固圆形盖板的圆形盖板孔；在所述圆形盖板上设置有三个分别用于插入工作电极、对电极和参比电极的电极插孔；

在所述石英光度池外设置有用于使宏量溶液测试腔体接收光的上光路通道和用于使薄层腔体接收光的下光路通道，所述下光路通道的方向位于所述薄层腔体的厚度方向；在所述上光路通道上、沿所述上光路通道的切面方向设置有用于插入聚四氟乙烯胶垫的胶垫插口，在所述聚四氟乙烯胶垫上设置有多个不同孔径的透光孔，所述透光孔用于控制所述宏量溶液测试腔体的受光面积；

在所述石英光度池外、与所述上光路通道呈十字的方向上设置有用于接收宏量溶液测试腔体的光信号的光纤接口a；在所述石英光度池外设置有与所述下光路通道的中轴线在同一直线的光纤接口b，所述下光路通道和所述光纤接口b位于所述薄层腔体的两侧，所述光纤接口b用于接收薄层腔体的光信号；

在所述石英光度池外设置有遮光罩壳。

本发明测定胶体态量子点薄膜的光谱电化学传感复合探头，其特点也在于：所述遮光罩壳为一整体式聚四氟乙烯罩壳；所述上光路通道和所述下光路通道皆为设在聚四氟乙烯罩壳上的中空腔；所述光纤接口a和所述光纤接口b皆是从石英光度池外壁延伸至所述聚四氟乙烯罩壳外壁的孔；在所述聚四氟乙烯罩壳上向下设置有用于容纳毛细管的贯通槽。

所述毛细管接口共两个，分别对称设置在薄层腔体的两侧，且中轴线垂直于所述薄层腔体的厚度方向。