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2021年10月,课题组王晶同学Advanced Materials文章接收
发布者: 王洪 | 2021-10-05 | 869

西安交大王洪教授团队《Adv. Mater.》:用单一D-A共聚物制备的全有机平面P-N结

 

 

  无机P-N结广泛应用于我们的日常生活中如集成电路、太阳能电池和通信系统等,但是全有机P-N结却鲜有报导。无机半导体通常可以利用硼和磷掺杂硅分别得到P型和N型半导体,理论上可以通过单一有机材料的化学掺杂来创建P-N结,但是基于单一有机材料的高性能P-N结很少报导,因为掺杂剂的扩散通常会导致材料产生瞬态的整流效应。

  西安交通大学王洪教授团队利用单一有机材料,单一掺杂剂,通过改变掺杂剂的掺杂浓度,使有机聚合物材料同时具有P型和N型这一特点,用简单的滴涂方法,在玻璃片或者聚四氟乙烯胶带上滴上制备得到的N型的材料,之后刮去一端,滴上P型的材料,制备出了全有机平面P-N结,该平面P-N结具有~3.83 A/cm2的高电流密度和~2100的高整流比。这种P-N结还具有良好的稳定性,在手套箱中存储一个月之后仍然具备整流效果,作者进行了一系列谱图表征,分析解释聚合物发生极性转换的原因,用半波进一步测试了整流效果。

图1. (a)三个D-A聚合物,T2-DPPT, DPPTTT和 T-DPPT的分子结构。(b)平面P-N结的制备过程。(c) 三个D-A聚合物T2-DPPT, DPPTTT和T-DPPT制备出的P-N结的电流密度随偏置电压(-5V到+5V)的变化图。(d)本文全有机平面P-N结和文献报导的全有机P-N结的电流密度的比较。(e)当输入电压为-5 V到+5V时T2-DPPT的电流密度随电压的变化图。

  电流密度随偏置电压的变化,测试结果表明T2-DPPT, DPPTTT和T-DPPT制备出的P-N结具有良好的整流特性,正向偏置电流密度分别高达3.83 A/cm2,3 A/cm2和1.47 A/cm2 。