用于光伏应用以及显示器和发光二极管OLED的新型物质

2019-10-11 16:33:51

生产由硅制成的传统太阳能电池非常耗能。最重要的是,它们是刚性且易碎的。另一方面,有机半导体材料是柔性和轻质的。如果仅它们的效率和稳定性与传统电池一样,它们将是一个有前途的选择。

慕尼黑工业大学理论化学教授Karsten Reuter与他的团队一起寻找用于光伏应用以及显示器和发光二极管OLED的新型物质。研究人员将目光投向了基于碳原子框架的有机化合物。

未来电子产品的竞争者

根据它们的结构和组成,这些分子以及由它们形成的材料显示出各种各样的物理特性,为未来的电子学提供了许多有希望的候选者。

Reuter说:“迄今为止,一个主要的问题一直在追踪它们:在实验室中合成,测试和优化新材料需要数周至数月的时间。” “使用计算筛选,我们可以极大地加快这一过程。”

电脑代替试管

研究人员既不需要试管也不需要本生灯头来寻找有前途的有机半导体。他和他的团队使用功能强大的计算机来分析现有数据库。这种对关系和模式的虚拟搜索称为数据挖掘。

该项目负责人PD Harald Oberhofer博士说:“知道您要寻找的内容对于数据挖掘至关重要。” “在我们的例子中,它是导电性。高导电性可确保例如当太阳光激发分子时光伏电池中有大量电流流动。”

算法识别关键参数

使用他的算法,他可以搜索非常具体的物理参数:一个重要的参数是例如“耦合参数”。它越大,电子从一个分子移动到另一个分子的速度就越快。

另一个参数是“重组能量”:它定义了分子在电荷转移后使其结构适应新电荷的成本—所需的能量越少,电导率越好。

研究小组使用该算法分析了64,000种有机化合物的结构数据,并将其分组。结果:碳基分子骨架和“官能团”(即横向连接到中心骨架的化合物)都决定性地影响导电性。

使用人工智能识别分子

这些簇突出了有利于电荷传输的结构框架和功能组,使其特别适合于电子元件的开发。

“我们现在不仅可以用来预测分子的性质,还可以利用人工智能来设计新的化合物,其中结构框架和官能团都具有很好的导电性,”路透解释说。

郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时间联系我们修改或删除,多谢。