效率與矽晶電池相當，柔軟的三元有機太陽能研究獲進展

有機太陽能電池（OSC）的優勢為靈活、輕便，可以應用在各種感測器、攜帶式或是穿戴式產品，然而其轉換效率還有許多成長的空間，現在中國科學家藉由調整材料，讓有機太陽能的效率跟傳統太陽能電池相當。

中國科學院青島生物能源與過程技術研究所（QIBEBT）開發的三元有機太陽能電池（T-OSC），已經實現超過 15% 的轉換效率，然後透過調整材料的配方，將轉換效率提高到 19%。

有機太陽能電池顧名思義，是一種使用小分子或聚合物等有機材料組成的光電技術，除了輕便靈活，還可以用噴墨印刷，使用捲對捲較便宜製程，還能設計成半透明或各種顏色的模組，與建築、窗戶或其他結構融為一體，建置屋頂或建築太陽能不再需要捨棄美感。

然而有機太陽能電池的轉換效率較低，因此 TOSC 應運而生，傳統有機太陽能點電池的主動層是由施體（donor）、受體（acceptor）兩種材料組成，但 TOSC 有另外第三種成分，稱為「客體（guest）」添入，主要是為了最佳化太陽能電池運行。

客體材料能拓寬太陽能電池吸收光譜，也能用來調節太陽能電池表現，研究作者李永海表示，根據客體不同位置，有不同的效果，像是提高傳輸能量、捕捉更多陽光等等，看要把客體方在施體材料內，還是嵌入受體材料，或以某種方式分散在施體和受體界面，形成混合的合金狀結構（聚集體）。

在該研究中，研究人員在 TOSC 中使用一種名為 LA1 的客體（其結晶度不同於其他客體成分材料），研究人員修飾常用於有機太陽能的苯烷基側鏈來改性 LA1 的結晶度和排列，同時保持令人滿意的相容性。

團隊認為，明明客體在三元有機太陽能電池中占重要地位，但較少研究著墨，因此也藉由調節客體成分分布，在大多數客體分子中發現類似合金的聚集體。團隊發現很容易微調這些嵌入式主/客合金的結晶尺寸，能改善電荷傳輸並抑制電荷複合，最終實現 15% 轉換效率，且如果將客體模組與受體相結合，轉換效率還會提高到 19% 。

如今三元有機太陽能電池已經被證明是提高有機太陽能電池轉換效率的有利方法，而傳統二元有機太陽能的表現也愈來愈好，已有近 18% 的效率，也有許多團隊正開發大面積有機太陽能板，未來有機太陽能商業化指日可待。

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（首圖為示意圖，來源：shutterstock）