在《华尔街日报》能量,一个研究小组从麻省理工学院和密西西比大学了导体和半导体聚合物的最新进展。
研究:最近的进展共轭导电聚合物和半导体能源设备。图片来源:nevodka / Shutterstock.com
半导体聚合物
聚合物得到了增加研究的兴趣最近由于其潜在的有机导电材料。欧洲杯足球竞彩他们有一个丰富的历史,但几个关键的挑战需要解决在研究完全理解他们,释放他们的潜能。
考虑实际应用,半导体聚合物必须是稳定的,具有成本效益的、可伸缩的。为此PEDOT是应用最广泛的高分子材料。
这些材料提供欧洲杯足球竞彩不含金属的作用是可以替代半导体昂贵和资源紧张等electrocatalytic金属铂。聚合物具有潜在的加速电子传递的表面,使其electrocatalysts好。半导体、导电聚合物已引起关注,由于存在的电子和离子传导材料。欧洲杯足球竞彩离子传输机制是多级的过程。
几个关键因素控制在导体和半导体聚合物离子传导的行为。例如,每个进程是独一无二的,拥有自己的动态。此外,本地化的骨干结构重组发生,和构象的变化可以改变聚合物的形态。
在增加离子夹层,静电力增加。此外,聚合物与电解质和表面电荷转移可以发生在溶剂和电解质的存在。
控制聚合物纳米结构、表面形态和纹理
控制纳米结构和表面纹理以及半导体聚合物的形态是调优和提高他们的核心属性。优化材料的纳米结构可以避免局部电荷载体。研究集中在开发新的制备方法来实现所需的聚合物表面形态和纳米结构,为制备方法扮演着至关重要的角色在实现所需的材料属性。
最近开发的方法来实现这一目标是基于化学汽相淀积过程。这些方法包括iCVD和过程。进一步修改和优化化学气deposition-based方法研究有可能加速商业采用聚合物半导体应用程序。
半导体聚合物优化参数
正如已经提到的,纳米结构,形态,结构的半导体聚合物必须调整来实现所需的设备性能和电化学性能。
需要优化的主要参数是薄膜取向,内部inter-chain耦合,微晶尺寸,π-π堆放距离,和掺杂水平。载流子迁移率和密度优化是至关重要的增强材料的光电性能和导电性。欧洲杯足球竞彩
在半导体聚合物设计的一个主要挑战是实现最佳载体密度高的载流子迁移率。再一次,这需要精确控制聚合物的纳米结构以避免航空公司本地化和设备性能下降。
延长聚合物链增强电荷流动载体通过提供更多的周边微晶之间的桥梁,实现渗透途径提高电荷传输。高侧面还是正面的晶体取向聚合物产量低角晶界结构。这晶体取向和短π-π叠加距离帮助增强微晶桥接和顺向电荷传输改进。
半导体聚合物的应用前景
有不断增长的需求近年来半导体聚合物由于其可持续性,无毒性,增强的电化学性能、成本、耐用性、安全性、和更换关键和昂贵的electrocatalytic金属。
聚合物已经探索了现实世界的应用,如光伏发电、电网储能,氧化还原流体电池、薄膜晶体管、气体传感器、热交换器、超级电容器、锂离子电池和可穿戴电子产品。大量研究集中于为这些应用程序开发先进的高分子材料。欧洲杯足球竞彩
其他潜在应用的半导体聚合物包括驱动、药物输送、腐蚀保护和环境修复。
总之
这项研究提供了一个全面审查当前的视角和导体和半导体聚合物领域的研究进展,为未来的研究提供相关信息。文献综述的作者已经完成了七十二项研究。
作者强调了优化纳米结构的重要性,质地,和聚合物的表面形态优化机械、电化学、光电性质。正如作者所指出的,这些制备方法扮演着一个关键角色,高分子材料的设计,以及一些制备方法最近探索基于化学汽相淀积过程。欧洲杯足球竞彩
半导体聚合物设计是一个具有高度挑战性的材料科学研究领域,与潜在益处几种下一代能源收集和存储组件的制造设备的灵活、可穿戴电子产欧洲杯足球竞彩品为可欧洲杯线上买球再生电力网格级储能技术。
实现这一重要类的全部潜力的有机导体将有助于增加行业的电气化,到2050年实现零碳排放目标。
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Gharahcheshmeh, M。H &格里森,K。K(2022)最近进展共轭导电聚合物和半导体能源设备能量15(10)3661(在线)mdpi.com。可以在:https://www.mdpi.com/1996-1073/15/10/3661
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