全球每年排放1億噸稻殼，其中20%的重量為二氧化矽，且去化管道有限。此外，目前已有研究指出，將稻殼中所含二氧化矽還原取得的多孔矽應用作為鋰離子電池負極材料，能帶來良好的充放電特性(比一般矽高5倍)，且容量約為市售鋰離子電池的10倍。廣島大學從中獲得靈感，即展開利用稻殼的SiQD與SiQD LED的研究開發。

 

研究團隊將稻殼透過酸處理去除無機物質中的雜質，經過酸處理的稻殼予以燃燒后取得二氧化矽，并將二氧化矽與鎂粉末混合、加熱使其進行氧化還原反應，進而獲得多孔質的矽粉末。此外，從稻殼中獲得二氧化矽與多孔質矽的產收率分別為100%與86%。

 

其后利用酸處理(化學蝕刻)將多孔質矽微小化至奈米尺寸，以紫外線照射生成物后可發出橙色光(發光效率1～2%)。接著以烴基(癸基)取代表面的氫，進而制作出分散性、耐久性及發光效率皆有所提升的SiQD。

 

最終產物的SiQD可發出橙色光，發光效率則為21%。由于SiQD分散在溶液中，而LED制造可利用無需真空且低溫的溶液制程，故可實現簡便的制造。制作出的LED尺寸為2×2 cm，發光面的面積則為4 mm 2。量子點LED可如同OLED般發出表面光，而此次開發的SiQD LED與一般市售LED(子彈型)的點發光相比，發光面積約為40倍。

 

此外，廣島大學表示，此項研究是世界上第一個以植物為原料，活用生物質類天然材料的LED制造方法。

 

來源：勢銀膜鏈