砂型铸造高温铠装热电偶电池被认为是可再生能源行业的一种有前途的创新种子，因为它是一种灵活，轻便，经济高效的绿色设备。
然而，与传统硅砂型铸造高温铠装热电偶电池相比，砂型铸造高温铠装热电偶电池的能量转换效率较低。
在半导体砂型铸造高温铠装热电偶电池中，光在电池中的两个半导体层处的“pn结”界面处变成通电的一对孔（正载流子）和电子（负载流子）。在半导体的每一层中，受主（电子捕获; n型）和施主（电子俯仰; p型）分子彼此面对，作为*的pn结。
增加电池中这种砂型铸造高温铠装热电偶“电池”的数量需要大面积的pn结，从而产生了复杂的“体积”pn结 - 这是一种类似于褶皱的折叠界面。在像迷宫这样的复杂结构中，由于分子排列不均匀，所以产生的砂型铸造高温铠装热电偶载流子不容易到达电池的输出电极。简单地说，结晶度很低。
载体 - 电子或空穴 - 必须在砂型铸造高温铠装热电偶分子之间离域作为物质波，以便有效地实现高传输。载体的波动性质通过有序的分子排列来揭示。
分子科学研究所（IMS），日本同步辐射研究所（JASRI）和东京理科大学的科学家们*开发出了具有高结晶度的砂型铸造高温铠装热电偶pn结。在结的生产过程中，受体（全氟戊炔）分子通过分子束外延（MBE）方法以良好组织的方式层叠在供体分子（并五苯）的单晶上。
使用角度分辨砂型铸造高温铠装热电偶光电子能谱，观察晶体pn结的电子结构，并且证明受体分子层产生价带，这是提高波性质的证据。当前砂型铸造高温铠装热电偶研究的结果表明，MBE能够制造晶体pn结，这可能会引起空穴和电子的波性。
通过设计基本有机分子的结构，可以调节砂型铸造高温铠装热电偶的功能。使用各种有机分子的晶体pn结的生产技术允许以高能量转换效率实现*砂型铸造高温铠装热电偶电池。
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