有機(jī)半導(dǎo)體材料有可能用于創(chuàng)新應(yīng)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(jī)半導(dǎo)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(xué)為中心的一組研究人員專門設(shè)計(jì)了一個(gè)電子接收裝置，然后成功應(yīng)用于太陽能電池裝置中的有機(jī)半導(dǎo)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(jī)半導(dǎo)體的重要元素，”研究通訊作者Yoshio Aso說。“通過將電負(fù)性氟基團(tuán)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(dǎo)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(yīng)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(jìn)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(yīng)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(jī)半導(dǎo)體行為，就越有可能展示其宏觀應(yīng)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(yīng)用于有機(jī)發(fā)光二極管，場效應(yīng)晶體管和薄膜太陽能電池等設(shè)備中。”

高電負(fù)性，更大的電子接受趨勢和增強(qiáng)的半導(dǎo)體性能之間的聯(lián)系的直接證明突出了有機(jī)半導(dǎo)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(qiáng)化有機(jī)電子產(chǎn)品的案例。