科學(xué)家們歷經(jīng)數(shù)年試圖讓柔性塑料太陽能電池變得與傳統(tǒng)硅制太陽能電池一樣高效。為了優(yōu)化塑料太陽能電池的性能，幾個(gè)研究小組試著研制出新的塑料材料以提高太陽能電池的電流量。他們希望通過對(duì)塑料聚合物的重新設(shè)計(jì)讓它變成像硅一樣的晶體，然而電流量并沒有因此得到提高。

研究論文合著者阿爾貝托·塞利奧(Alberto Salleo)表示:“人們過去認(rèn)為，將塑料聚合物變得像硅一樣就會(huì)有更好的性能，但是我們發(fā)現(xiàn)它們并不天生就是結(jié)構(gòu)有序的晶體?！?/p>

因此，他們摒棄了讓塑料聚合物效仿硅的理念，選擇遵循塑料的天性。

在研究中，斯坦福大學(xué)研究人員將研究重心放在共軛聚合物(或高分子半導(dǎo)體)上，這個(gè)類別的材料由有塑料特性的碳原子鏈構(gòu)成，能夠吸收陽光并導(dǎo)電。

高分子半導(dǎo)體自研發(fā)至今已有40年，被認(rèn)為是理想的超薄太陽能電池、發(fā)光二級(jí)管以及晶體管材料。與用于屋頂太陽能板的硅晶體不同，高分子半導(dǎo)體質(zhì)量較輕能夠在室溫下用噴墨打印機(jī)或其它廉價(jià)工具進(jìn)行處理加工。既然如此，為什么塑料太陽能電池未能得到廣泛應(yīng)用呢?

薩里奧解釋說“原因之一，就是這種材料因?yàn)槠漭^差的性能而未能市場化，在太陽能電池中，電子需要在材料中快速移動(dòng)，但是高分子半導(dǎo)體的電子遷移率稍低的可憐。”

薩里奧帶領(lǐng)研究小組對(duì)近20年的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，“多年來，很多人致力于生產(chǎn)堅(jiān)硬質(zhì)地、結(jié)構(gòu)有序的聚合物，但是分子遷移率一直居低。有幾個(gè)實(shí)驗(yàn)室制成的無序結(jié)構(gòu)的聚合物卻有很高的分子遷移率?！?/p>

薩里奧最終得出結(jié)論，“想要聚合物擁有更高的性能，就必須設(shè)計(jì)出尺寸小且結(jié)構(gòu)無序的晶體，把他們緊緊裹住，并與高分子鏈相連。這樣，電子在其中的移動(dòng)就像行駛在高速公路上一樣。”