有机半导体材料研究现状及发展趋势

自1990年代末至2000年代初以来，有机半导体材料的研究引起了相关领域的高度关注，大大提高了实验室环境中有机半导体器件的制造水平。目前，有机半导体器件领域正在进入商业化阶段。

目前有几种类型的有源和无源器件，如晶体管、二极管、OLED、传感器、存储器、显示器、电池、电阻、电容器、电感器和天线等。

1有机太阳能电池

有机太阳能电池，顾名思义，是构成有机材料核心部件的太阳能电池。主要目的是利用光敏有机物作为半导体的材料，通过光伏效应产生电流，从而达到太阳能发电的效果。

太阳能电池主要包括晶体硅电池和薄膜电池两种。它们各自的特性决定了它们在不同的应用中具有不可替代的地位。然而，未来10年，晶体硅太阳能电池的份额尽管由于薄膜太阳能电池的发展等原因而下降，但主导地位仍未根本改变;而如果薄膜电池能解决转换效率不高、制备薄膜电池对于设备昂贵等问题，将有巨大的发展空间。

OSC的结构原理包括以下状态

1.有机太阳能电池利用光敏有机物作为半导体的材料，通过光伏效应产生电流。主要的感光有机材料具有共轭结构并具有导电性，如酞菁、卟啉和花青（cyanine）。

2.有机太阳能电池按半导体材料可分为单结结构、P-N异质结结构和染料敏化纳米晶结构。

3.单结的结构是基于肖特定垒原理的有机太阳能电池。结构为玻璃/金属电极/染料/金属电极。两个电极的电场可以产生电场。电子从低功率函数的金属电极转移到高功率电极，产生光电流。由于电子空穴在同一材料中传输，因此光电转换率低。

4.p-N异质结构是指与供体受体（N型半导体和P型半导体）的异质结构以及异质结构的结构。该半导体材料为染料，如酞菁和苝四种甲醛亚胺化合物，利用半导体层之间的D/A界面（供体、受体、供体、受体）性质和电子空穴转移分别在不同的材料中，提高了分离效率。EliasStathatos等人结合无机和有机化合物的优点，使太阳能电池的光电转换达到5%~6%。

5.ye敏化太阳能电池（DSSC）主要是指以染料敏化多空间纳米结构TiO2薄膜为光阳极的太阳能电池。它是一种具有叶绿素光合作用原理的仿生植物的太阳能电池。但是，NPC太阳能电池可以使用适当的氧化还原电解液来提高光电效率，并且一般稳定在10%。而且，纳米TiO2的制备简单、成本低、寿命长。具有良好的市场前景。

2有机发光二极管（OLED）

有机发光二极管（OLED）也称为机电激光显示器和有机发光二极管。1979年，美国华裔教授邓庆云（ChingW.Tang）被发现在实验室。OLED显示技术具有自发光、视角广、几乎无限高对比度、低功耗、反应速度快等优点。

OLED显示技术广泛应用于手机、数码相机、DVD、个人数字助理（PDA）、笔记本电脑、汽车音响电视等。OLED显示屏非常轻薄，因为它不使用背光。OLED显示屏还具有最大160度的宽屏幕视图，工作电压为《》至《》伏（伏特，以V表示）。

OLED显示技术具有自发光的特点，其有机材料和玻璃基板的涂层非常薄，当电流通过时，这些有机材料会发光，与OLED显示屏的视角不同，并且可以节省能源，从2003年开始显示设备就已经应用于MP3播放器中。

3RFID标签

射频识别（RFID）是一种无线通信技术。它可以通过无线电信号识别特定目标，读写相关数据，不需要识别系统与特定目标之间的机械或光学接触。

无线电信号通过射频调制的电磁场传输，从附着在物体上的标签传输数据，从而自动识别和跟踪物品。某些标签在被识别时可以从识别器发出的电磁场中获取能量，并且不需要电池。它们也有标签，拥有电源，可以发出无线电波（射频电磁场）。标签包含存储在几米内可以识别的电子信息。与条形码不同，RFID标签不需要在标识符的视线范围内，可以嵌入到被跟踪的对象中。

RFID技术用于许多行业。将标签贴在生产中的汽车上，工厂可以方便地跟踪汽车在生产线上的进度。仓库可以跟踪药物的位置。RFID标签也可以贴在牲畜和宠物上，便于识别牲畜和宠物。射频识别卡使员工能够进入建筑物的锁定部分，汽车上的无线电响应器也可用于收取费用和停车场。

RFID是本世纪十大最具影响力的技术之一，然而，由于成本高昂，这项技术没有得到普及和发展。低成本有机RFID的研发可以在未来解决这个问题。目前，世界仍处于探索阶段，但总体上对其前景有利。

4有机传感器

有机传感器是使用有机聚合物材料作为敏感材料的传感器。有机高分子材料是60年代发展起来的新材料。它们具有电子、光学、热学、机械、化学和生物特性，拓展了传感器技术领域。发展最迅速的电子功能高分子材料如李敏、热敏和光敏元件。

例如，聚偏氟乙烯共聚物及其系列材料具有优异的耐辐射性、电绝缘性、化学稳定性、热稳定性，经过拉伸、极化、电镀电极处理后加工成薄膜，表现出较强的压电效应、压电效应和热释电效应，在传感器领域的应用前景十分突出。

开发了立体声耳机、麦克风、扬声器、高频加速度计、水听器、声纳探测器、海洋监测装置、海岸警卫队装置、水声成像、超声波无损检测、表面声波、延迟线、非接触式开关、键盘开关、光纤开关、红外探测器、入侵报警和打印传感器等。

在医疗器械方面，有心音、胎音计、脉搏计、人体组织实时超声成像仪、A超声波扫描设备、血流检测仪、假体传感器、盲人触觉传感器等产品。例如，三甘氨酸硫酸盐有机热发光薄膜具有很高的热释电系数。它是一种非接触式新型热电敏感材料，可直接将热辐射转化为电信号。该传感器响应频率高，速度快，频段宽，不受辐射波长限制。在气体分析、遥测、遥感等方面具有独特的优势。

5集成智能系统

随着计算机网络的发展，通信、人工智能、专家系统、智能数据库、多媒体、神经网络、遗传算法和神经模糊理论、智能控制、机器人技术，特别是神经网络理论的广泛渗透，综合智能系统（IIS）得到了广泛的研究和开发。

IIS其实是一个具体的体现，就是试图通过眼睛模拟两个个体几百米的距离进行远程通信，IIS智能人就是试图实现这些，包括智能手脚、眼睛、耳朵、嘴巴、推理、控制、联想记忆，智能技术是不可能用这些功能在单一中完成的，需要运用多种智能技术集成，实现智能化复合型人。

IIS可用的具体块说明。它包括推理、转移、行动三部分，为人，一部分由人脑中的大量神经元完成推理，推理结果通过各种神经字母1转移到其他器官的手中，动作由外部器官执行，它发出完整的推理命令。

IIS的应用包括银行、过程控制与自动化、监控、机器人系统、制造系统、信息服务等，IIS的实现必须采用专用软件开发环境：各种标准的通用软件开发环境、专家系统、神经网络仿真器控制和机器人系统仿真器、现有软件模块、标准化机器人、控制和自动化模块，基于语言的特殊使用，如用于与并行推理机配合开发的分布式控制软件开发效率比FORTRAN、C语言是更先进和面向实时性的Paracell语言，并发手段也必须由硬件（Transputer、OCCAM中的并发语言巨头，以及使用各种并行机）在技术图纸中提供。