全塑晶體管誕生啦

普林斯頓大學的研究人員表示，通過將有機導體，半導體和絕緣體噴墨打印到一層昂貴的聚合物基板上可生成全塑晶體管，這種全塑晶體管可以大幅降低有機太陽能電池的價格。Yueh-Lin (Lynn) Loo教授針對其全塑晶體管發明了一種新的塑化工藝，她希望這種全塑晶體能夠取代太陽能電池中使用的稀有及昂貴的銦錫氧化物（ITO）。


“將導電聚合物溶解用于噴墨打印會使得其失去大部分導電性，我們已經發現了這其中的機理，” Loo教授表示， “通過對噴墨打印后的電路進行后處理，我們現在可以恢復其失去的導電性——從而使得這些有機材料成為當前太陽能電池中所用ITO的極佳替代品。”


人們對導電聚合物的認識已有十多年，但迄今為止才將它們溶解于一種溶劑中，這樣它們就能夠進行噴墨打印，但這同時也導致其電導率下降了高達1000倍。Loo教授的研究小組發現，通過將噴墨打印塑料電子和特殊酸進行后處理，聚合物的內部結合可以松回到他們打印前的狀態，從而恢復其導電性能。與將硬塑料變得更加柔軟的塑化過程類似，Loo教授的這項技術使得因噴墨打印需要而加溶劑溶解從而導致其導電性受損的導電聚合物再次恢復了導電性能。

普林斯頓大學研究人員已研發出一種用于噴墨打印導電聚合物的塑料處理工藝，圖中所示全塑料晶體管有相間交錯的源、漏極（橙色）允許電流流經有源通道（綠色）。圖片由 Loo教授研組小組提供。

Loo教授表示，這項技術現在就可以用于代替太陽能電池中所用的 ITO（氧化銦錫）。在經過進一步研究后，該技術也可用于其它噴墨打印電子應用，例如，全塑料大面積顯示器和醫療診斷設備。