从20世纪初的猫须探测器到现代移动电话中的电子电路芯片,电子设备都经过了无数创造性的改造,以适应人类的需要。除了提高传统半导体(如硅)的效率外,最近的研究重点是探索更具成本效益的半导体材料。为了满足这些要求,《自然材料》杂志的一份新研究报告成功地调整了低成本半导体材料(与塑料成分非常相似),使之比以前更有效地导电。

研究人员利用类似塑料的化学混合物研制了更高导电性的半导体材料

太阳能电池具有将阳光转化为电能的特性。这是一种可再生能源,科学家们一直在努力提高太阳能电池的效率,以最大限度地利用我们接收到的阳光。虽然硅是现代太阳能电池中广泛使用的半导体材料,但许多研究工作都致力于试验硅与其他材料的组合,以提高太阳能电池的效率。其他的努力包括使用新的材料,这些材料可以被修改以将阳光转化为能量。其中一类正在试验的材料类似于塑料。尽管这些材料为调整其结构和功能提供了更大的空间,但在效率方面,它们仍无法与现有的硅基半导体器件抗衡。


在这项研究中,研究人员试图通过两种廉价易得的化学物质:二甲基亚砜(DMSO)和氢溴酸(HBr)来提高这种塑料材料的导电性。由于半导体材料中的化学反应,形成的副产品之一是水,因此使这个反应非常干净。此外,这种装置的组件容易获得且价格低廉,因此在商业上是可行的。这种材料的成本比用于相同用途的现有材料低5000倍。


海得拉巴塔塔基础研究所的pabitranayak领导的参与这项研究的研究人员观察到,这种新型半导体器件即使在100℃下长时间运行,也能稳定地导电。研究人员展示了这种方法在制造最先进的新一代太阳能电池、晶体管和光发射器中的应用。虽然这种新方法有望开发下一代太阳能电池,但它也可以提高手机和高清电视的显示质量。除了这些用途之外,这种材料还可能成为可穿戴电子、生物传感器和生物电子学等设备开发中的游戏规则改变者。


虽然该研究所发现的化学混合物是个好消息,但这项研究也开辟了多种途径,探索如何利用适当的相容化学品混合物制造出更高效的半导体,以进一步改善现有的电子设备类别。


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