發布日期 2018 年 06 月 06 日 20:43 |作者 Emma stein

科學家正在研究一種由真菌衍生的染料「Xylindein」，或許未來有機會於太陽能電池等領域中成為低成本、易製造、部分替代矽的新半導體材料。

光電元件於如今生活中應用廣泛，舉凡光纖、發光二極體（LED）、雷射（laser）、光伏元件、太陽能電池等都藏有其身影，而其基礎原理來自半導體。其中，太陽能電池核心技術就在於內部將光子轉換為電子的半導體材料，若依材料區分，可分為單晶矽、多晶矽、非晶矽等。

雖然矽還是當今太陽能電池主要應用材料，但實際上它並不是光電子學領域最好的材料人選，如果有種新電子材料能提升與光的相互作用，將是半導體產業一大里程碑，為了取代傳統矽晶太陽能電池，各類型新一代太陽能電池正在摩拳擦掌，比如鈣鈦礦太陽能電池、CdTe 薄膜電池、CIGS 薄膜電池、染料敏化太陽能電池（DSSC）等。

一項新研究由奧瑞岡州立大學（Oregon State University）物理學家 Oksana Ostroverkhova 領導，他們開始研究一種稱為 Xylindein 的有機顏料，在實驗中可以作為電子材料發揮作用。

Xylindein 由綠杯盤菌屬（Chlorociboria）真菌生成，遭這類真菌感染的木材會被染成藍綠色，由於顏料相當穩定，在長時間抵禦高溫、紫外線、電應力（electrical stress）等各種侵害後仍展現出獨特色調，木匠們特別喜愛珍藏這些木材，一藏就是數百年。

Oksana Ostroverkhova 認為，如果能解開 Xylindein 顏料穩定數百年的秘密，或許就可解決有機電子學常見的問題。

利用當前主要技術，Xylindein 可形成具多孔結構的不均勻薄膜。研究人員將 Xylindein 與一種透明不導電聚合物 PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯，即壓克力）混合，以滴落塗佈法（drop-casting）將純 Xylindein 溶液與混合 PMMA 溶液滴到玻璃基板上的電極分別進行測試，發現非導電聚合物可大幅改善薄膜結構，不會影響 Xylindein 的電性，展現出更好光敏性（photosensitivity）。

這項發現為太陽能電池產業帶來潛在應用價值，科學家可以開始嘗試從纖維素提取出新穎半導體材料。Oksana Ostroverkhova 認為，Xylindein 作為半導體材料，可應用於穿戴式柔性電子設備中。新研究發表在《MRS Advances》期刊。

Fungi-produced pigment shows promise as semiconductor material

（首圖來源：奧瑞岡州立大學）

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