光照百年不褪色，真菌衍生染料或成新型半导体材料

shuszhao · 发表于 2018-6-25 19:02:09

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。

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。