Naarmate moderne elektronische apparaten steeds kleiner worden, het tijdperk van siliciumtransistors gaat voorbij. De elektronica van morgen, zoals fotovoltaïsche panelen, transparante geleiders, condensatoren, transistors en fotodetectoren - zijn waarschijnlijk gebaseerd op ultramoderne nanokoolstofmaterialen, zoals enkelwandige koolstofnanobuizen, fullereen en grafeenderivaten.

Nutsvoorzieningen, Shenqiang Ren, assistent-professor scheikunde aan de Universiteit van Kansas, heeft een artikel geschreven in het tijdschrift Geavanceerde materialen die nano-koolstof PV-technologie naar voren duwt door te laten zien hoe individuele nano-koolstof allotrope componenten reageren op licht.

"Silicium heeft geleidelijk zijn grenzen bereikt met de miniaturisering van elektronica en de creatie van kleinere apparaten, " zei Ren. "Laagdimensionale nanokoolstofmaterialen bezitten uitzonderlijke elektrische, optisch, elektrochemisch, thermische en mechanische eigenschappen en bieden oplossingen voor hernieuwbare energie en toekomstige elektronica. In deze krant, we hebben de efficiëntie aangetoond van breedspectrale fotovoltaïsche fotodetectoren over het hele spectrum van zichtbaar tot bijna-infrarood."

Ren zei dat dergelijke fotodetectoren de technologie die we in het dagelijks leven gebruiken kunnen verbeteren. zoals laptops en mobiele telefoons, en zou ook toepassingen kunnen hebben in de defensie-industrie, zoals bij ongekoelde infared-beeldvorming en fotondetectie.

In elk geval, elektronica gebaseerd op breed-spectrale respons nanokoolstof bulk heterojunction excitonische fotodetectoren zou vriendelijker zijn voor Moeder Natuur.

"Duurzame en goedkope verwerking van oplossingen is een ander voordeel van koolstof, in vergelijking met de siliciumtechnologie, ' zei Ren.

De fotodetectoren maken gebruik van halfgeleidende enkelwandige koolstofnanobuizen, die de KU-onderzoeker heeft gefabriceerd en getest met behulp van een combinatorische benadering in het laboratorium om de parameters van het materiaal in kaart te brengen voor het verbeteren van de prestaties van apparaten voor het oogsten en detecteren van energie.

"Het assembleren van deze verschillende koolstofelementen is het moeilijkste deel van dit werk, " zei Ren. "Onze volgende stap is om deze kennis toe te passen om zeer efficiënte fotovoltaïsche nano-koolstof te bouwen."