環保溶劑新突破！高速刮刀技術讓有機太陽能電池效能大躍進

最新研究帶來革命性進展！科學家成功開發出高速刮刀製程技術，不僅大幅提升有機太陽能電池(OSCs)的轉換效率，更採用對環境友善的非鹵素溶劑。這項創新技術不僅解決了傳統氯仿等溶劑的環保與量產難題，更在使用鄰二甲苯(o-xylene)和甲苯(toluene)等綠色溶劑時，分別創下18.20%和17.36%的驚人光電轉換效率(PCE)，模組效率更達16.07%，為大規模量產環保型有機太陽能電池鋪平道路。

有機太陽能電池一直以其輕薄、可撓曲的特性，以及低成本卷對卷生產的潛力備受矚目。然而，傳統製程中普遍使用的鹵素溶劑(如氯仿)不僅對環境和人體有害，更因需高濃度溶液和狹窄的製程視窗，嚴重限制了量產可能性。雖然非鹵素綠色溶劑被視為更安全的替代方案，但過去因其溶解力較差和成膜形態不理想，始終難以兼顧環保與效能。

這項發表於《中南大學學報》的研究，首創高速刮刀技術突破上述限制。研究團隊將刮刀速度提升至70mm/s，成功將溶液濃度降至僅8.8mg/mL，遠低於傳統旋塗法所需的15.4mg/mL。如此一來，不僅能使用更環保的非鹵素溶劑，更驚人的是，採用鄰二甲苯製作的元件達到18.20%的PCE，優於甲苯的17.36%。關鍵在於鄰二甲苯具有長達6秒的液固轉換時間(甲苯僅1.7秒)，大幅提升薄膜結晶度、減少缺陷，並增強載子遷移率。

透過顯微結構分析證實，鄰二甲苯處理的薄膜具有更優異的分子排列與結晶性，這正是效率提升的主因。更令人振奮的是，研究團隊實際製作出效率達16.07%的太陽能模組，充分驗證此技術的量產可行性。

該研究通訊作者楊俊良博士強調：「這項突破讓有機光伏技術向前邁進一大步。我們開發的高速刮刀技術不僅提升效率，更實現環保與量產的雙重目標。」這項創新為綠色溶劑量產有機太陽能電池提供完美解方，既能降低碳足跡，又能維持高效能。

隨著非鹵素溶劑模組效率突破16%門檻，這項技術在商業應用上潛力無窮，包括可撓式輕量太陽能板、建築整合型光伏系統，乃至大型太陽能電廠。這項研究彰顯綠色溶劑在推動再生能源技術發展的關鍵角色，為永續能源未來開創嶄新可能。