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光照百年不褪色,真菌衍生染料或成新型半导体材料

时间:2018-06-25 作者:Technews 阅读:
科学家正在研究一种由真菌衍生的染料“Xylindein”,或许未来有机会于太阳能电池等领域中成为低成本、易制造、部分替代硅的新半导体材料。

光电组件于如今生活中应用广泛,举凡光纤、发光二极管(LED)、雷射(laser)、光伏组件、太阳能电池等都藏有其身影,而其基础原理来自半导体。其中,太阳能电池核心技术就在于内部将光子转换为电子的半导体材料,若依材料区分,可分为单晶硅、多晶硅、非晶硅等。

虽然硅还是当今太阳能电池主要应用材料,但实际上它并不是光电子学领域最好的材料人选,如果有种新电子材料能提升与光的相互作用,将是半导体产业一大里程碑,为了取代传统硅晶太阳能电池,各类型新一代太阳能电池正在摩拳擦掌,比如钙钛矿太阳能电池、CdTe 薄膜电池、CIGS 薄膜电池、染料敏化太阳能电池(DSSC)等。

一项新研究由俄勒冈州立大学(Oregon State University)物理学家 Oksana Ostroverkhova 领导,他们开始研究一种称为 Xylindein 的有机颜料,在实验中可以作为电子材料发挥作用。

Xylindein 由绿杯盘菌属(Chlorociboria)真菌生成,遭这类真菌感染的木材会被染成蓝绿色,由于颜料相当稳定,在长时间抵御高温、紫外线、电应力(electrical stress)等各种侵害后仍展现出独特色调,木匠们特别喜爱珍藏这些木材,一藏就是数百年。
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Oksana Ostroverkhova 认为,如果能解开 Xylindein 颜料稳定数百年的秘密,或许就可解决有机电子学常见的问题。

利用当前主要技术,Xylindein 可形成具多孔结构的不均匀薄膜。研究人员将 Xylindein 与一种透明不导电聚合物 PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯,即压克力)混合,以滴落涂布法(drop-casting)将纯 Xylindein 溶液与混合 PMMA 溶液滴到玻璃基板上的电极分别进行测试,发现非导电聚合物可大幅改善薄膜结构,不会影响 Xylindein 的电性,展现出更好光敏性(photosensitivity)。

这项发现为太阳能电池产业带来潜在应用价值,科学家可以开始尝试从纤维素提取出新颖半导体材料。Oksana Ostroverkhova 认为,Xylindein 作为半导体材料,可应用于可穿戴柔性电子设备中。新研究发表在《MRS Advances》期刊。

原文微信公众号:technews2013,已获授权转载, 链接:https://technews.tw/2018/06/06/fungi-semiconductor-pigment-material-xylindein-optoelectronics-solar-cell/

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