有機半導體材料有可能用于創(chuàng)新應用，例如透明和柔性器件，并且它們的低成本使得它們的潛在用途特別有吸引力。有機半導體材料的性質(zhì)可以通過稱為電子接受單元的部分結(jié)構(gòu)在分子水平上控制它們的結(jié)構(gòu)來調(diào)節(jié)。以大阪大學為中心的一組研究人員專門設計了一個電子接收裝置，然后成功應用于太陽能電池裝置中的有機半導體，該裝置具有很高的光伏性能。他們的研究結(jié)果發(fā)表在NPG Asia Materials上。

“電子接受單元是有機半導體的重要元素，”研究通訊作者Yoshio Aso說。“通過將電負性氟基團控制地添加到廣泛使用的電子接受材料中，我們能夠精確控制所得半導體內(nèi)的能級。這種調(diào)整帶隙的能力轉(zhuǎn)化為對注入和傳輸?shù)倪x擇性。材料中的空穴和/或電子，這在潛在的應用中很重要。“

氟化電子受體單元用于制備薄膜太陽能電池，將其與基于非氟化類似物的電池進行比較。研究人員發(fā)現(xiàn)，氟化材料的功率轉(zhuǎn)換效率提高了3.12%。還發(fā)現(xiàn)氟化膜的形態(tài)良好，這支持了成功應用所需的有效電荷產(chǎn)生和傳輸。

“我們越能夠在分子水平上微調(diào)有機半導體行為，就越有可能展示其宏觀應用，”共同作者Yutaka Ie說。“我們希望我們所展示的帶隙控制和高光伏性能將使我們的材料應用于有機發(fā)光二極管，場效應晶體管和薄膜太陽能電池等設備中。”

高電負性，更大的電子接受趨勢和增強的半導體性能之間的聯(lián)系的直接證明突出了有機半導體的潛力和多功能性。此類更優(yōu)雅的解決方案可以大大拓寬ƒα共軛材料的范圍，并強化有機電子產(chǎn)品的案例。