建立电子高速路
电视屏幕可以卷曲;屋顶瓦片同时可作为太阳能电池板;太阳能电池手机充电器可制成背包等等这些新科技,由于新型有机半导体材料的诞生都将变得越来越有可能,且制作成本低廉,产品柔性非常高。但是如何能使得其中的电子可以更加快速和容易地移动则仍然是一个谜团。为了进一步加深对该机制的理解,Furis和UVM的团队开发了一种创造电子高速路的新方法—通过一种低成本的蓝色染料酞菁可实现这一目标。该研究发表在《自然通讯》杂志上。
丘陵和坑洼
许多柔性电子设备非常依赖有机材料制成的薄膜,这种薄膜可以吸收阳光,并且将光能转化为电流。随着移动距离的增加,其中的激子很容易耗散,从而降低转化效率。通过采用一种新的图像显示技术,UVM的团队可以观察蓝色染料酞菁的纳米尺寸的缺陷和晶体边界。我们发现了电子需要克服的障碍以及运动时需要克服的坑坑洼洼。Furis解释说。为了发现这些缺陷,UVM的研究团队建造了一台扫面激光显微镜,和一张桌子一样大。该装置包含一组特别的直线偏振光和荧光,可以检测染料酞菁晶体分子的结构。该技术使得科学家可以进一步理解分子的排列以及晶体的边界等对激子运动的影响。正是由于这些边界的存在使得激子的扩散变得阻碍重重。但是,通过精确控制薄膜的厚度等可以消除这种能量壁垒。
更优越的太阳能电池
虽然该研究主要集中于一种有机材料,但是这项新的研究为开发其他有机材料提供了可能,这对于提高太阳能电池的效率来说是非常有益的。
这项新研究为增加有机材料薄膜长程有序状态提供了一种新的方向,这种长程有序状态有利于激子的长距离迁移。虽然激子呈现电中性,意味着不能通过外加电压的方式来改变其运动状态,但是有助于其在分子间的传递。
这使得携带能量的有机薄膜为激子的运动构建一条内在的高速路,有利于其运动。当然这也需要进一步理解激子扩散的机制。
新材料在线编译整理——翻译:杨超 校正:摩天轮
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