寬帶隙半導(dǎo)體材料

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寬禁帶半導(dǎo)體材料是室溫下禁帶寬度大于2.2eV的半導(dǎo)體。主要用于短波長發(fā)光器件、紫外光檢測和高溫、大功率電子器件。氮化鎵、碳化硅、六方氮化硼和氧化鋅都是寬禁帶半導(dǎo)體材料，由于它們的禁帶寬度在3電子伏以上，在室溫下不可能將價(jià)帶電子激發(fā)到導(dǎo)帶。器件可以在高溫下運(yùn)行，例如碳化硅最高可達(dá)600攝氏度；如果將鉆石制成半導(dǎo)體，它們的溫度會更高，并且可以使用設(shè)備來收集鉆探石油所需的信息。它們在航空、航天等惡劣環(huán)境中也有重要應(yīng)用。廣播電臺、電視臺，唯一的大功率發(fā)射管或電子管，還沒有被半導(dǎo)體器件取代。這些電子管壽命只有兩三千小時(shí)，體積大，耗電大；如果采用碳化硅大功率發(fā)射器件，體積至少可以縮小幾十到幾百倍，使用壽命會大大提高，所以高溫寬禁帶半導(dǎo)體材料是一種非常重要的新型半導(dǎo)體材料。
六方氮化硼的寬帶隙使其成為良好的絕緣體，保護(hù)PEI薄膜在高溫下不被介質(zhì)擊穿，這也是其他聚合物電容器失效的原因。當(dāng)今最好的商業(yè)聚合物在176°F以上的工作溫度下開始失去效率，但六方氮化硼涂層PEI可以在392°F有效工作。涂層PEI在55000次充電和放電循環(huán)中保持穩(wěn)定，即使在高溫下也是如此。
聚合物太陽能電池以其重量輕、柔韌性好、成本低等獨(dú)特優(yōu)勢，近10年來受到了世界各國科學(xué)家的廣泛關(guān)注。如何在保持高開路電壓的同時(shí)拓寬材料的分子吸收，是有機(jī)光伏領(lǐng)域的重要研究內(nèi)容。利用疊層器件結(jié)構(gòu)將兩個不同吸收范圍的單結(jié)電池串聯(lián)起來，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)寬吸收光譜和高開路電壓，是提高有機(jī)太陽能電池效率的有效方法之一。目前，寬禁帶聚合物光伏材料種類相對較少，這在一定程度上限制了疊層電池的子電池之間的光譜互補(bǔ)性，進(jìn)一步限制了效率的提升。
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