上自儀研究人員制造出具有高結(jié)晶度的砂型鑄造高溫鎧裝熱電偶

砂型鑄造高溫鎧裝熱電偶電池被認(rèn)為是可再生能源行業(yè)的一種有前途的創(chuàng)新種子，因為它是一種靈活，輕便，經(jīng)濟高效的綠色設(shè)備。

    然而，與傳統(tǒng)硅砂型鑄造高溫鎧裝熱電偶電池相比，砂型鑄造高溫鎧裝熱電偶電池的能量轉(zhuǎn)換效率較低。

    在半導(dǎo)體砂型鑄造高溫鎧裝熱電偶電池中，光在電池中的兩個半導(dǎo)體層處的“pn結(jié)”界面處變成通電的一對孔（正載流子）和電子（負載流子）。在半導(dǎo)體的每一層中，受主（電子捕獲; n型）和施主（電子俯仰; p型）分子彼此面對，作為*的pn結(jié)。

    增加電池中這種砂型鑄造高溫鎧裝熱電偶“電池”的數(shù)量需要大面積的pn結(jié)，從而產(chǎn)生了復(fù)雜的“體積”pn結(jié) - 這是一種類似于褶皺的折疊界面。在像迷宮這樣的復(fù)雜結(jié)構(gòu)中，由于分子排列不均勻，所以產(chǎn)生的砂型鑄造高溫鎧裝熱電偶載流子不容易到達電池的輸出電極。簡單地說，結(jié)晶度很低。

    載體 - 電子或空穴 - 必須在砂型鑄造高溫鎧裝熱電偶分子之間離域作為物質(zhì)波，以便有效地實現(xiàn)高傳輸。載體的波動性質(zhì)通過有序的分子排列來揭示。

    分子科學(xué)研究所（IMS），日本同步輻射研究所（JASRI）和東京理科大學(xué)的科學(xué)家們*開發(fā)出了具有高結(jié)晶度的砂型鑄造高溫鎧裝熱電偶pn結(jié)。在結(jié)的生產(chǎn)過程中，受體（全氟戊炔）分子通過分子束外延（MBE）方法以良好組織的方式層疊在供體分子（并五苯）的單晶上。

    使用角度分辨砂型鑄造高溫鎧裝熱電偶光電子能譜，觀察晶體pn結(jié)的電子結(jié)構(gòu)，并且證明受體分子層產(chǎn)生價帶，這是提高波性質(zhì)的證據(jù)。當(dāng)前砂型鑄造高溫鎧裝熱電偶研究的結(jié)果表明，MBE能夠制造晶體pn結(jié)，這可能會引起空穴和電子的波性。

    通過設(shè)計基本有機分子的結(jié)構(gòu)，可以調(diào)節(jié)砂型鑄造高溫鎧裝熱電偶的功能。使用各種有機分子的晶體pn結(jié)的生產(chǎn)技術(shù)允許以高能量轉(zhuǎn)換效率實現(xiàn)*砂型鑄造高溫鎧裝熱電偶電池。