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抵禦百年光照不褪色,研究探討真菌衍生染料可成半導體材料  

2018-06-10 20:30:42|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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抵禦百年光照不褪色,研究探討真菌衍生染料可成半導體材料 - 華安 - ceo.lin的博客
        科學家正在研究一種由真菌衍生的染料「Xylindein」,或許未來有機會於太陽能電池等領域中成為低成本、易製造、部分替代矽的新半導體材料。

光電元件於如今生活中應用廣泛,舉凡光纖、發光二極體(LED)、雷射(laser)、光伏元件、太陽能電池等都藏有其身影,而其基礎原理來自半導體。其中,太陽能電池核心技術就在於內部將光子轉換為電子的半導體材料,若依材料區分,可分為單晶矽、多晶矽、非晶矽等。

雖然矽還是當今太陽能電池主要應用材料,但實際上它並不是光電子學領域最好的材料人選,如果有種新電子材料能提升與光的相互作用,將是半導體產業一大里程碑,為了取代傳統矽晶太陽能電池,各類型新一代太陽能電池正在摩拳擦掌,比如鈣鈦礦太陽能電池、CdTe 薄膜電池、CIGS 薄膜電池、染料敏化太陽能電池(DSSC)等。

一項新研究由奧瑞岡州立大學(Oregon State University)物理學家 Oksana Ostroverkhova 領導,他們開始研究一種稱為 Xylindein 的有機顏料,在實驗中可以作為電子材料發揮作用。

Xylindein 由綠杯盤菌屬(Chlorociboria)真菌生成,遭這類真菌感染的木材會被染成藍綠色,由於顏料相當穩定,在長時間抵禦高溫、紫外線、電應力(electrical stress)等各種侵害後仍展現出獨特色調,木匠們特別喜愛珍藏這些木材,一藏就是數百年。

Oksana Ostroverkhova 認為,如果能解開 Xylindein 顏料穩定數百年的秘密,或許就可解決有機電子學常見的問題。

利用當前主要技術,Xylindein 可形成具多孔結構的不均勻薄膜。研究人員將 Xylindein 與一種透明不導電聚合物 PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯,即壓克力)混合,以滴落塗佈法(drop-casting)將純 Xylindein 溶液與混合 PMMA 溶液滴到玻璃基板上的電極分別進行測試,發現非導電聚合物可大幅改善薄膜結構,不會影響 Xylindein 的電性,展現出更好光敏性(photosensitivity)。

這項發現為太陽能電池產業帶來潛在應用價值,科學家可以開始嘗試從纖維素提取出新穎半導體材料。Oksana Ostroverkhova 認為,Xylindein 作為半導體材料,可應用於穿戴式柔性電子設備中。

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