太阳光电技术长江后浪推前浪，各国科学家正如火如荼研发有机太阳能电池，运用聚合物或是有机生物来当作太阳能材料，就好比加拿大先前开发出大肠杆菌太阳能、中国研发出碳─塑胶串联型有机太阳能。随着研究发展不断有新技术登场，但这些占尽低成本、应用范围广优势的技术何时才能商业化？
太阳光电一直以来都是炙手可热的再生能源技术之一，其中单晶硅与多晶硅太阳能电池为当今市场主流，发展最久、技术也最成熟，再生能源目前能与传统燃煤发电厂相竞争，该技术更是功不可没。只不过再生技术公司 NextGen Nano 商业主管 Matthew Stone 表示，虽然硅晶太阳能比其他太阳光电技术更具优势，但还是有许多挑战待解决，像是效率、耐用性与成本难题。
Stone 指出，这些是原材料“硅”本身的问题，硅晶太阳能板易碎、昂贵又笨重，且硅半导体制程中还会产生镉化合物、四氯化硅、六氟乙烷和铅等有害物质。
因此新一代太阳光电技术应运而生，不少科学家开始使用有机、生物材料或是奈米科技来发电，虽然尚未跨出实验室，但这些技术能提供更多种太阳光电解决方案，有望再次突破光转换效率。
有机太阳能可使用便宜、可回收的有机聚合物材料，不仅能透过低价材料与简易印刷技术制成半透明、柔软、可挠样式，且只要几个月就能达成损益两平，相较之下硅晶太阳能需要好几年的时间才能收回成本。过去研究也指出，运作寿命长达 20 年的有机太阳能电池成本大概会落在每 KWh7 美分，而 2017 年美国平均电费为 10.5 美分。
然而有机太阳能研发关卡多，光电转换效率与稳定性都不高。相较于硅太阳能的 15-22% 左右，有机太阳能效率可说是打对折，为此现在各国科学家都致力于提升有机太阳能的转换效率与稳定性，像是今年 4 月美国密歇根大学团队串联两种有机材料，开发出转换效率达 15% 的有机太阳能电池。
中国南开团队 8 月时也透过串联方式，将碳与塑胶两种不同的有机材料层结合在一起，表示串联型有机太阳能电池不仅可以克服材料分子结构松散难题，还可以充分发挥有机材料的特性，有效利用太阳光，最终将转换效率提升至 17.3%。
加拿大英属哥伦比亚大学则让人体内恶名昭彰的大肠杆菌摇身一变成太阳能材料，开发出全新的生物太阳能（Biophotovoltaic，BPV），利用有机物可行光合作用的特性来进行发电。该团队首先将有机染料置于大肠杆菌后进行基因改造，让大肠杆菌可生产出大量茄红素（lycopene），之后更在细菌上覆涂矿物质，把大肠杆菌变成另类的半导体，最后再将混合材料涂在玻璃表面来发电。
这些研究都有助于加速有机太阳能电池的进展，Stone 指出，新型太阳能适用于任何地方，电动车、飞机机翼、建筑物甚至是衣服肩膀都可以装置，未来有望让任何设备与衣物都可以自发电。
- Learning from nature: the increasing efficiency of organic solar cells
（本文由 EnergyTrend 授权转载；首图为硅晶太阳能示意图，来源：Flickr/Steve Rainwater CC BY 2.0））
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