半导体材料影响半导体工业的发展甚巨，特别是应用范围的扩增与突破，因此很多研究单位都不断探寻各种半导体的材料应用。日前美国康乃尔大学就提出了一种有机半导体材料的应用，它能制作光电流（photovoltaic）的处理，因而产生场致发光（electroluminescence）的效应，并可作为一种光电池的材料。根据这种材料的应用，我们可以想象一下，将来你可能有一件可产生亮光的T恤，或是直接从海滩太阳伞收集太阳能供电给自己的随身电视使用。

由有机半导体薄膜组成的PN二极管，两端是电极层，ITO边是透明体。(Credit: Cornell University)

康乃尔大学的研究人员表示，此一装置是第一次使用一种称作「离子接合」的方式，它可以达到效能的改善。由于有机半导体能够做成很薄又有弹性的薄片，因此可以设计在衣服或纸上做显示用途。

据了解研究室已完成了此一实验，研究人员之一的材料科学与工程副教授George Malliaras说：「有弹性就表示在制造成本上的低价优势。」因此，根据此一研发成果就可以大量的生产太阳能电池。Malliaras表示，相关的工程描述已发表于9月7日出版的科学月刊上。

半导体不论是有机或其它材料，都会包括有产生大量自由电子的N型或大量电洞的P型，电洞的产生是由于原子应该有的电子跑掉留下的空间，并且带正电荷，N型与P型材料则被结合塑造成二极管与晶体管来使用。康乃尔的研究人员则是进一步用有机半导体来做出一种包括自由离子（带电荷的分子）的新型态二极管，它是由两个有机层组在一起的薄片，一个是带正电的自由离子，另一个是带负电的离子，然后在顶端和底部再加上一层细薄的传导膜，顶端的导体是可以让光线进出的透明物。

当有机二极管的两个薄膜传导相遇的时候，带负电的离子会移动穿越过接合处到带正电的另一边，反过来也是一样，就这样一直到呈现均衡的状况为止。研究人员表示，这可以用硅晶二极管来比拟了解，那些电子与电洞也是移动穿越过接合的地方来达成目的效果。

在贯穿顶端与底部电极产生电压后，电流会通过接合处形成电子移向一方，而电洞也移向另一方。当电离子移动跨越接合处会产生一个比一般较高的电位（电压不同），这样就会影响电子与电洞结合的方式，并提升分子的能量，就像光粒子一样快速地释出能量，研究人员在他们的报告中说，接合处会显现出强烈的放射光。

另一方面，当亮光产生的时候，光粒子会被分子所吸收，并将内部的电子踢出，而电离子会建立一个优先的方向给电子移动，然后随之产生电流。

有关电力的收集在某一个方向容许电子与电洞简单地就能移动穿越接合处，但另一个方向就很微弱，也许在其中加一个整流器装置就可以变换充电离子的状态，这样可以明显地产生传导或不传导的状况。所以，有机二极管便可以用在像计算机内存的电子组件上。

由于此一装置是以薄片建构在一起的材料，所以很有弹性，也能将两层薄膜一起用滚动输送来做大量且便宜地生产出来。研究人员表示，下一步将试着修改半导体的金属含量来制作出更多效能的应用材料，这可是有成千上万种材质可供变化使用的情况呢。