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{| class="wikitable" style="float:right; margin: -10px 0px 10px 20px; text-align:left"
|<center>'''有機太陽能電池'''<br><img src="https://www.xoer.cc/wp-content/uploads/2020/03/378AbA003958_2826734.jpg" width="280"></center><small>[https://www.xoer.cc/2826734 圖片來自xoer]</small> 
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'''有机太阳能电池'''是成分全部或部分为[[有机物]]的[[太阳能电池]]<ref>[https://www.materialsnet.com.tw/DocView.aspx?id=7271 高分子有機太陽能電池技術發展概況]，materialsnet，2008/10/13</ref> ，他们使用了[[导电聚合物]]或小分子用于光的吸收和[[电荷转移]]。有机物的大量制备、相对价格低廉，柔软等性质使其在光伏应用方面很有前途。通过改变聚合物等分子的长度和[[官能团]]可以改变有机分子的[[能隙]]，有机物的[[摩尔消光系数]]很高，使得少量的有机物就可以吸收大量的光。相对于[[无机太阳能电池]]，有机太阳能电池的主要缺点是较低的[[能量转换效率]]，[[稳定性]]差和[[强度]]低。

==有机太阳能电池的材料==
太阳能电池是一个特别的[[半导体]][[二极管]]，它可能将[[可见光]]能转化为[[直流电]]，一些太阳能电池可能转化[[红外]]和[[紫外]]光的能量为直流电。通常用于有机光伏电池的材料都是有大量[[共轭键]]的，共轭键是由交替[[碳碳单键]]和[[双键]]组成的，共轭键的电子的[[简并轨道]]是[[离域]]的，形成了离域[[成键轨道]][[π轨道]]和[[反键轨道]][[π*]]。离域π键是[[最高占据轨道]]([[HOMO]])，反键轨道π*是[[最低未占据轨道]]([[LUMO]])。HOMO和LUMO的[[能级]]差被认为是[[有机电子]]材料的[[带隙]]，带隙一般在1-4 eV。

当这些材料吸收了一个[[光子]]，就形成了[[激发态]]，并被局限在一个分子或一条聚合物的链，激发态可以被看作是在静电力作用结合的一个电子和空穴，也就是[[激发子]]，简称激子。在光伏电池中，激子在不同物质的异质结形成的[[有效场]]中成为自由的电子空穴对，有效场使电子从吸光体（也就是电子给体）的导带降到受体分子的导带上从而破坏了激子，因此电子受体材料的导带边界，也就是它的LUMO必须低于吸光体材料。

==工作原理==
以有機太陽能電池結構，可區分成單層及雙層（或稱異質接面）太陽能電池。單層主要以陽極，有機材料及陰極所組成。而雙層主要以陽極，可當電子予體有機材料，可當電子受體有機材料及陰極所組成。 
有機太陽能電池其發光原理，以電子予體/受體異質接面（electro donor-acceptor heterojunction）元件結構為例,首先予體（donor）接收光，光激發生成電子電洞對（electron-hole pair）或可稱為激子（exciton）。當激子擴散至Donor-Acceptor介面，激子將分解成獨立傳導的電子及電洞。由於donor及acceptor兩者的LUMO、HUMO能階差異的關係，電子會往acceptor材料，而電洞則往donor材料傳遞。接著透過電極，經由外電路，生成電流。

不論是小分子或高分子有機材料，他們都具有共同特性：高共軛系統這些pz軌域非定域化電子混成形成一非定域化π及π＊軌域。其中非定域化π軌域為HOMO，而非定域化π＊軌域為LUMO。而兩者的能階差，被認為是有機導電材料的能隙，而通常能隙值約為1~4 eV。一般而言，延長有機分子共軛碳鏈長度，可降低能隙值。有機太陽能電池仍然有許多發展空間，例如藉由有機分子設計，研究出更適合的感光層材料，使其能更充分利用到太陽光能中各種光波段的能量；發展出使載子移動率更快的材料，使其電子-電洞對分離的效率能提升；改善元件的光吸收率，使其轉換效率大幅提升。

==分类==
依有機材料不同特性，有機太陽能電池又可區分為:
* 染料敏化太陽能電池（dye-sensitized solar cells，DSSC），1991年[[瑞士聯邦理工學院]]的M. Graumltzel教授的研究團隊，發明具光敏性質之染料吸附於半導體奈米多孔洞結構之TiO2電極，搭配具有氧化-還原性質(I– / I3-)之電解液，製作出光電轉換效率高達7 %之染料敏化太陽能電池，目前這種電池的光電轉換效率最高已超過 11%，其發展潛力備受矚目。
* 小分子有機太陽能電池（Molecular Solar Cells）。
* 高分子有機太陽能電池（polymer solar cells），1981 年時A. Takahashi研究團隊最早將共軛高分子材料使用於製作太陽能電池。目前高分子有機太陽能電池常用的材料為聚 3-己烷基噻吩（poly (3-hexylthiophene), P3HT） [[聚合物半導體]]（p 型材料）、苯基-C61 丁酸甲酯 (phenyl-C61-butyric acid methylester, PCBM)（n 型材料）所組成。其做法是將這兩種有機半導體材料以溶劑溶解後進行混合，而後再塗佈到元件上。均勻混合後的 pn 介面面積能有效提高，增加激子被拆解的機會而提升電池效率。
*
==優缺點==
太陽能電池主要目的是將光能轉換成電能。而有機太陽能電池主要係以具有半導體性質之有機材料製作，其優點：
# 製造成本低
# 化合物結構可設計性
# 材料質輕
# 加工性能好
# 製造大面積的太陽能電池及大量生產
# 高吸光係數
# 具有可撓曲，半透明等特性。

但目前亦有多項缺點待克服，如功率轉換效率低，載子遷移率低，高電阻，耐久性差等問題。

== 參考文獻 == 
{{reflist}}

[[Category:336 光；光學]]