无极无极注册电子高速公路推进有机太阳能板创新?
【主管Q:34518577】无极无极注册 美国佛蒙特大学(UVM)资料科学家研讨团队应用有机半导体——低本钱的蓝色染料“酞菁”(phthalocyanine),开发出一种可发明出“电子高速公路”(electron superhighway)的方式,据称可让电子流的更快更远。
这一发现发表在《自然通讯》(Nature Communications)杂志,将有助于推进传统矽基电子替代计划的停顿。
UVM物理学家兼资料科学家Madalina Furis指出,新一代的有机半导体能以低本钱制造出这种软性电子。
许多类型的软性电子元件都有赖于有机资料薄膜捕捉阳光,以及应用“激子”资料中的激起状态将光转换成电流。大致上,无极登录网址激子是一种可与其孔洞分离在一同的挪动电子。在激子断开产生电流到达接合点以前,增加激子可扩散的间隔,关于改善有机半导体的效率至关重要。
运用一种新的成像技术,UVM团队得以在酞菁薄膜——电子高速公路的路障——中察看到纳米级的缺陷与芯片粒边境。“我们发现其中存在着电子必需越过的山丘以及需求防止的坑洞,”Furis解释。
为了找到这些缺陷,UVM团队打造了一个雷射扫描显微镜。这款仪器分离线性偏振光与光致荧光的一种特殊方式,以光学探测酞菁结芯片的分子构造。
“分离这两种技术的作法十分新,无极测速任何中央都还没有这样的研讨报告,”Furis实验室的一位博士生兼该研讨的共同作者Lane Manning表示。
该技术让科学家更深化地理解分子如何排列以及芯片体中的界线如何影响激子的挪动。这些边境构成了一个“激子扩散的屏障”。
研讨人员说,“这种能障能够被完整消弭”。详细的技巧在于认真地控制薄膜如何堆积的方式。应用带有中空毛细管的新式“笔写”技术,UVM实验室中的物理学与资料科学教授Randy Headrick,构成了具有超大尺寸芯片粒和微小角度芯片界的薄膜。
虽然这项研讨着重于一种有机资料——酞菁,但也为探究其他许多有机资料类型指引了方向,特别是关于改善太阳能电池带来希望。美国能源部(DoE) 最近的一份报告指出,改善太阳能电力技术的重要瓶颈之一在于“在团结为可转换成电力的电荷以前,经过从系统迁移的吸收能量(激子)来肯定机制。”
UVM的研讨以Furis的两名学生Zhenwen Pan与Naveen Rawat为主导,为察看有机半导体薄膜开启了一扇窗,这种有机半导体薄膜是让激子迁移的更远的机制。“这种分子就像碗盘一样地堆叠,”Furis解释,这些堆叠的分子就是电子高速公路。
固然激子是中性电荷,也无法像电子可经由电压推进而活动一样,在某种意义上,激子可能会从严密堆叠的分子之一弹回到下一个。这让有机薄膜得以沿着分子高速公路携带能量, 不过并不能传送电荷。
Furis指出,“目前的宏大应战之一在于如何让光电和太阳能技术变得更好。为此,我们需求更深化地理解激子扩散。这也是整个研讨的重点所在。”