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一种能够颠覆光伏器件领域的“神奇”薄膜

发布: 2017-10-31 | 来源:青娱乐-青娱乐官网 | 编辑:gdpia | 查看:

图片来源:路易斯安那州立大学

 
        图片显示:半导体聚合物的薄膜用表面起始生长法制成,然后会形成一种独特的分子结构。接下来的过程中,聚合物链开始从表面生长,然后折叠成能通过薄膜的纤维束,这些纤维束是约3nm宽的结晶物质。这些相邻的束紧密的排列在一起,形成一个复杂的分子结构。这种结构可被应用于增强发光器件的性能和增强太阳能电池的性能。
 
        为了制造出性能更好的太阳能电池,科学家需要全面的设计材料的结构,将分子链放置在最需要的地方。最近,科学家们设计出了一种新的方法,从而来实现分子链束整齐、紧密的生长,并且该方法尤其适用于半导体聚合物链。分子链通过自我折叠的方式,其可从生长板延伸到薄膜表面,并与相邻的束紧密的排列在一起。这种“自下而上”的方法,从构建基块为开始,然后创建出更大的结构,可被用于制作具有微小图案的大面积薄膜。这些薄膜具有结构控制性好、组装均匀、稳定性好等特点。
 
        这种半导体聚合物薄膜不仅结构独特,而且稳定性极高。这种薄膜可以用来提高有机发光器件和太阳能电池的效率与寿命。
 
        使用传统的“自上而下”分子链生长法,通常仅仅实现了对半导体聚合物的分子组织和分子链进行适度的控制。而现在,路易斯安那州立大学的科学家领导的一个研究小组,开发出了一种崭新的“自下而上”分子链生长的方法,即:使用一种被称为聚噻吩的半导体聚合物来制备薄膜。聚噻吩是一种极具应用前景的有机电子材料。通过使用x射线和中子散射对薄膜进行了广泛的结构研究,人们揭示了这种薄膜独特的分子结构和形貌。同时这些研究还进一步加深了我们对聚合物的基本了解。
 
        值得注意的是,聚合物链形成密集的横向结晶域,范围约为3nm。要想得到这样一个复杂的中尺度组织,仅通过传统方法中的,依赖于预合成聚合物的处理方法是不可能实现的。这种独特的组织形态,将特别适用于那些需要跨膜进行电荷输送的装置,例如光伏器件和发光器件等。一般而言,表面引发的聚合反应不仅仅只局限适用于聚噻吩物质,这种表面引发的聚合反应是可以扩展到其它类型的半导体聚合物和共聚物的应用中的。

来源:材料科技在线

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