http://www.physorg.com/news122908304.html
February 22, 2008
來自於日光的能量只有 9% 落在加州的 Mojave 沙漠，如果能量可有效率的獲得，就足以提供美國電力所需。不幸的是，產生電流的太陽能技術過於昂貴，而且在大規模的商業化應用上效率不彰。
西北大學的一個團隊開發出一種新的陽極塗佈策略，能顯著增強太陽能的轉換效率。一篇關與此研究的論文，那聚焦在改造（engineering）成塊異質接面有機太陽能電池（bulk-heterojunction organic solar cells）當中的有機材料電極界面，發表在本週的 PNAS 上。
這項在太陽能電池中的突破允諾能讓世界各地的研究者與開發者更接近生產更便宜、更可製造以及更容易實作的太陽能電池。這種技術將大幅減少我們依賴石化燃料的燃燒來產生電力，並能減少燃燒產物：二氧化碳，全球暖化溫室氣體。
Tobin J. Marks，Weinberg 藝術與科學學院 Vladimir N. Ipatieff 化學研究教授，同時也是材料科學與工程教授，與 Robert Chang，McCormick 工程與應用科學學院，材料科學與工程教授，領導此一團隊。其他成員包括研究者 Bruce Buchholz 與畢業生 Michael D. Irwin 及 Alexander W. Hains。
屬於新太陽能轉換技術的新範圍，以塑膠般的有機材料製成的太陽能電池相當具有吸引力，因為它們能像印報紙那樣便宜且快速地被印出來（輥對輥的製程。）
迄今，最成功的塑膠太陽能電池類型稱為「成塊異質接面電池」。這種電池利用一層半導體聚合物（電子捐贈者）與富勒烯（fullerene，電子接受者）的混合物，夾在二電極之間構成。一個是透明導電電極（陽極，那通常是摻錫的氧化銦，氧化銦錫）另一個則是金屬（陰極），例如鋁。
當光穿透透明導電電極，並擊中吸收光線的聚合物層後，電因為電子與電洞對的形成（那分別移動到陽極與陰極）而流動。這些移動的電荷就是太陽能電池所產生的電流，而且由二電極所收集，假設每一種類型的電荷能迅速穿越聚合物--富勒烯活性層之間的界面與正確的電極，以帶走電荷 -- 是個重大挑戰。
西北大學研究者利用一種雷射沈積技術，那在陽極塗佈一層相當細薄（5-10 nm 厚）且平順的一層氧化鎳。這種材料是優秀的導體，能從受到照射的太陽能電池汲取電動，但，同樣重要的是一種有效的「阻擋物」，那能避免誤導電子走錯電極（陽極），那會危及太陽能電池的轉換效率。
相較於早期的陽極塗佈方式，西北大學的氧化鎳塗層便宜、在電力上同質（electrically homogeneous），而且不具腐蝕性。在塑造成塊異質接面太陽能電池模型的例子中，西北團隊使電池電壓增加了近 40%，而電力轉換效率從大約 3% 到 4% 變成 5.2% 到 5.6%。
研究者目前正更進一步調整陽極塗佈技術，以增加電洞汲取與電子阻礙效率，並朝著在彈性基質上進行可縮放生產的實驗前進。
※ 相關報導：
＊ p-Type semiconducting nickel oxide as an efficiency-enhancing anode interfacial layer in polymer bulk-heterojunction solar cells
http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/0711990105v1
Michael D. Irwin, D. Bruce Buchholz, Alexander W. Hains,＊ 光的黑暗面 -- 碎形的光渦流
Robert P. H. Chang*, and Tobin J. Marks
Published online on February 19, 2008
Proc. Natl. Acad. Sci. USA,
doi: 10.1073/pnas.0711990105
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