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   據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)8月4日?qǐng)?bào)道，美國(guó)科學(xué)家在8月4日出版的《自然·材料學(xué)》網(wǎng)絡(luò)版上指出，分子尺度的混亂實(shí)際上能提高聚合物的性能，最新研究有助于推動(dòng)低成本的商用塑料太陽(yáng)能電池的研發(fā)工作。

   幾十年來(lái)，科學(xué)家們一直希望制造出性能足以與硅基太陽(yáng)能電池相媲美的柔性塑料太陽(yáng)能電池，為此，他們需要制造出能讓電荷更快流經(jīng)太陽(yáng)能電池的塑料材料，有的科研團(tuán)隊(duì)提出的解決辦法是將易彎曲的塑料聚合物設(shè)計(jì)成有序的類(lèi)似硅的晶體，但電荷的流動(dòng)性并沒(méi)有得到提升。

   研究的合作者、斯坦福大學(xué)材料學(xué)和工程學(xué)副教授阿爾伯托·塞羅表示：“人們以前認(rèn)為，使聚合物更像晶體硅，其性能會(huì)更好，但結(jié)果卻是，聚合物并不會(huì)自然形成有序的晶體，它們會(huì)形成小而無(wú)序的晶體，這更好�？茖W(xué)家們應(yīng)學(xué)會(huì)處理塑料固有的混亂天性�！�

   該研究團(tuán)隊(duì)對(duì)一類(lèi)有機(jī)材料—半導(dǎo)體聚合物進(jìn)行了研究，這類(lèi)材料的碳原子鏈擁有塑料的屬性，但能吸收太陽(yáng)光并導(dǎo)電。

   自從40年前半導(dǎo)體聚合物首次“問(wèn)世”以來(lái)，它就一直被認(rèn)為是制造超薄太陽(yáng)能電池、發(fā)光二極管以及晶體管的理想材料。與目前的太陽(yáng)能電池板內(nèi)使用的硅晶體不同，半導(dǎo)體聚合物更輕便、能在室溫下采用噴墨打印機(jī)等廉價(jià)技術(shù)進(jìn)行處理。塞羅表示：“在太陽(yáng)能電池內(nèi)，電子需要能很快通過(guò)材料，但半導(dǎo)體聚合物內(nèi)電子的流動(dòng)性很差，所以，它一直未被商業(yè)化。”

   為了解決這個(gè)問(wèn)題，有科學(xué)家設(shè)計(jì)出了更加堅(jiān)硬的聚合物來(lái)制造更有序的晶體，但仍然于事無(wú)補(bǔ)；而另外一些科學(xué)家則制造出了一些看起來(lái)無(wú)序的聚合物，其反倒擁有很高的電荷流動(dòng)性。

   塞羅團(tuán)隊(duì)將那些無(wú)序的材料送到了SLAC國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行X射線(xiàn)分析。結(jié)果表明，其中一種類(lèi)似于指紋的分子結(jié)構(gòu)變得無(wú)序。有些聚合物看起來(lái)像雜亂無(wú)章的意大利面條段，而另外一些則形成了僅僅幾個(gè)分子長(zhǎng)的小晶體。塞羅說(shuō)：“這些晶體小而無(wú)序，很難通過(guò)X射線(xiàn)發(fā)現(xiàn)它們，科學(xué)家們此前甚至認(rèn)為它們并不存在�！�

   通過(guò)分析流經(jīng)這些樣本的電荷釋放出的光，科學(xué)家們確定，大量的小晶體散落在材料各處且通過(guò)長(zhǎng)的聚合物鏈互聯(lián)。塞羅解釋道：“晶體的‘小體型’是提高其性能的關(guān)鍵。體型小使帶電的電子能通過(guò)晶體并快速移動(dòng)到下一個(gè)晶體。隨后，長(zhǎng)的聚合物鏈攜帶電子快速通過(guò)材料，所以，其比更大的未被連接的晶體擁有更高的電子流動(dòng)性。另外，大的聚合物一般不溶于水，因此，無(wú)法使用噴墨打印技術(shù)等廉價(jià)技術(shù)進(jìn)行處理。”