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有機太陽能是用聚合物或有機生物來當作太陽能發電材料，具有輕薄、低成本、易回收、可撓等優勢，未來有機會應用在電動車、飛機機翼、建築物、玻璃甚至是衣服上，發展潛力不容小覷。
然而有機太陽能何時才能抵達那美好的未來？目前該電池實驗室最高轉換效率紀錄只有 15%、又有不耐濕熱與光的大缺點，要突破上述挑戰才可以抵達商業化。對此，紐約大學團隊針對提高有機太陽能穩定性問題提出一項解決方案，決定不新添材料為電池打造「防護背心」，改成「縮減材料」，刪除易使太陽能板降解的材料。
在一般有機太陽能電池的主動層中，科學家多把聚三己烷塞吩（P3HT）當作電子施體，苯基碳 61 丁酸甲酯（PCBM）則是電子受體，將兩種有機材料均勻混合後，再製成主動層薄膜。
但是 PCBM 是種富勒希衍生物，具有電子遷移率、溶解性高的特性，這會降低主動層的耐濕度，紐約大學團隊決定去除主動層表面的 PCBM，讓電池主動層表面只留下不會跟水、光或空氣起反應的非反應性聚合物。
團隊採用的方法非常特別，跟人們除汗毛的方法有點相似：用膠帶去除 PCBM。
（Source：ACS Energy Letters）
他們首先將膠帶貼在主動層薄膜表面，之後再對薄膜施加壓力跟高溫，溫度降至跟室溫相同後再慢慢撕下膠帶。團隊表示，最終主動層表面只剩下 6% 的 PCBM，剩下部分都是聚合物，可降低富勒希衍生物跟水分子、氧的接觸面積。
團隊新製程也一同解決有機太陽能電池另一大挑戰，高聚合物的比例可提高主動層跟金屬陰電極的黏著度，若陰極與有機層的接觸面附著力不佳，就會造成電極分層（delamination）狀況，電子無法順利注入而產生暗點。
紐約大學化學與生物分子工程教授 André Taylor 表示，去除主動層表面的電子受體可提高有機太陽能的耐濕度，電池甚至可以在無封裝的狀況下下水運作，且新型太陽能電池在經過 10,000 次彎曲後也沒有損毀。研究團隊也指出，即使無封裝、長時間在水下運作，也不見轉換效率降低，有機會應用在潛水手錶，除此之外，科學家可以透過新技術控制主動層的垂直材料分布，進而提高電子傳遞速度。
若該研究有成，將可加速有機太陽能的商業化進展，讓該太陽能技術能與現今主流矽晶太陽能相競爭。
Researchers make organic solar cells immune to the ravages of water, air and light
Underwater Organic Solar Cells via Selective Removal of Electron Acceptors near the Top Electrode
（首圖為示意圖，來源：pixabay）
應用新聞
膠帶解決有機太陽能易受潮問題，無封裝也能在水中運作
- 發佈日期:2019/5/13
- 資料來源：科技新報
- 點閱次數：1197次
發布日期 2019 年 05 月 08 日 8:15 | 作者 Daisy Chuang |
有機太陽能是用聚合物或有機生物來當作太陽能發電材料，具有輕薄、低成本、易回收、可撓等優勢，未來有機會應用在電動車、飛機機翼、建築物、玻璃甚至是衣服上，發展潛力不容小覷。
然而有機太陽能何時才能抵達那美好的未來？目前該電池實驗室最高轉換效率紀錄只有 15%、又有不耐濕熱與光的大缺點，要突破上述挑戰才可以抵達商業化。對此，紐約大學團隊針對提高有機太陽能穩定性問題提出一項解決方案，決定不新添材料為電池打造「防護背心」，改成「縮減材料」，刪除易使太陽能板降解的材料。
在一般有機太陽能電池的主動層中，科學家多把聚三己烷塞吩（P3HT）當作電子施體，苯基碳 61 丁酸甲酯（PCBM）則是電子受體，將兩種有機材料均勻混合後，再製成主動層薄膜。
但是 PCBM 是種富勒希衍生物，具有電子遷移率、溶解性高的特性，這會降低主動層的耐濕度，紐約大學團隊決定去除主動層表面的 PCBM，讓電池主動層表面只留下不會跟水、光或空氣起反應的非反應性聚合物。
團隊採用的方法非常特別，跟人們除汗毛的方法有點相似：用膠帶去除 PCBM。
（Source：ACS Energy Letters）
他們首先將膠帶貼在主動層薄膜表面，之後再對薄膜施加壓力跟高溫，溫度降至跟室溫相同後再慢慢撕下膠帶。團隊表示，最終主動層表面只剩下 6% 的 PCBM，剩下部分都是聚合物，可降低富勒希衍生物跟水分子、氧的接觸面積。
團隊新製程也一同解決有機太陽能電池另一大挑戰，高聚合物的比例可提高主動層跟金屬陰電極的黏著度，若陰極與有機層的接觸面附著力不佳，就會造成電極分層（delamination）狀況，電子無法順利注入而產生暗點。
紐約大學化學與生物分子工程教授 André Taylor 表示，去除主動層表面的電子受體可提高有機太陽能的耐濕度，電池甚至可以在無封裝的狀況下下水運作，且新型太陽能電池在經過 10,000 次彎曲後也沒有損毀。研究團隊也指出，即使無封裝、長時間在水下運作，也不見轉換效率降低，有機會應用在潛水手錶，除此之外，科學家可以透過新技術控制主動層的垂直材料分布，進而提高電子傳遞速度。
若該研究有成，將可加速有機太陽能的商業化進展，讓該太陽能技術能與現今主流矽晶太陽能相競爭。
Researchers make organic solar cells immune to the ravages of water, air and light
Underwater Organic Solar Cells via Selective Removal of Electron Acceptors near the Top Electrode
（首圖為示意圖，來源：pixabay）
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- 新聞出處：http://technews.tw/2019/05/08/organic-solar-cells/
