全塑晶体管有望大幅降低有机太阳能电池成本

普林斯顿大学的研究人员表示，通过将有机导体，半导体和绝缘体喷墨打印到一层昂贵的聚合物基板上可生成全塑晶体管，这种全塑晶体管可以大幅降低有机太阳能电池的价格。Yueh-Lin (Lynn) Loo教授针对其全塑晶体管发明了一种新的塑化工艺，她希望这种全塑晶体能够取代太阳能电池中使用的稀有及昂贵的铟锡氧化物（ITO）。

“将导电聚合物溶解用于喷墨打印会使得其失去大部分导电性，我们已经发现了这其中的机理，” Loo教授表示， “通过对喷墨打印后的电路进行后处理，我们现在可以恢复其失去的导电性——从而使得这些有机材料成为当前太阳能电池中所用ITO的极佳替代品。”

人们对导电聚合物的认识已有十多年，但迄今为止才将它们溶解于一种溶剂中，这样它们就能够进行喷墨打印，但这同时也导致其电导率下降了高达1000倍。 Loo教授的研究小组发现，通过将喷墨打印塑料电子和特殊酸进行后处理，聚合物的内部结合可以松回到他们打印前的状态，从而恢复其导电性能。与将硬塑料变得更加柔软的塑化过程类似，Loo教授的这项技术使得因喷墨打印需要而加溶剂溶解从而导致其导电性受损的导电聚合物再次恢复了导电性能。

普林斯顿大学研究人员已研发出一种用于喷墨打印导电聚合物的塑料处理工艺，图中所示全塑料晶体管有相间交错的源、漏极（橙色）允许电流流经有源通道（绿色）。图片由 Loo教授研组小组提供。

Loo教授表示，这项技术现在就可以用于代替太阳能电池中所用的 ITO（氧化铟锡）。在经过进一步研究后，该技术也可用于其它喷墨打印电子应用，例如，全塑料大面积显示器和医疗诊断设备。

该项目由美国国家科学基金会、 W.M. Keck基金会和Arnold and Mabel Beckman 基金会提供经费。