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有意思的是，如果有大錘子(紫外線)、中錘子(可見光)和小錘子（紅外線），對有些半導體材料，只有頻率高、能量大的大錘子才能錘出電來，而能量小的小錘子，再怎麼錘也不能產生電。很不幸，無機電池就是這樣。而有機電池卻是三把錘子都能使，這就是有機電池的寬光譜吸收。
而採用疊層結構，就是像千層餅一樣有很多層，有的吸收紫外線，有的吸收可見光，大家分工合作，這樣就把太陽光充分利用了起來。
有機太陽能電池疊層結構（圖片來源：Science）
那這個有機電池長啥樣呢？其實它的結構很簡單。和所有太陽能電池一樣，有機電池也是由一個P型區（positive）與一個N型區（negative）組成的pn結構成的。
pn結的P型區帶正電的空穴多，N型區帶負電的自由電子多
所謂「有機」就是指它的pn結組成材料用了有機的導電聚合物，而不是傳統的無機材料。
在N型區電子受體是富勒烯及衍生物材料，而在P型區用的電子供體則是PC71BM、F-M等共軛的高分子聚合物
當然不僅材料與無機電池不同，在結構上有機電池也很有創新。由下圖可以看到，無機的電池pn結有明顯的層級結構，像一個夾層奧利奧。而有機電池則有一種奇特的三維結構，像個蔥花餅。
無機電池和有機電池的結構優缺點比較
總結一下，陳教授做的這個有機電池長的像個蔥花餅千層，能用好多把光錘子錘出電，還特善於把光變成電，是不是超級厲害！
還有更厲害的呢，這麼做出來的有機電池就像塑料一樣，質輕且「柔軟」、耐撕耐捏，簡直完美。
因為大多數有機半導體材料的密度是比水小的（小於1克/立方釐米），而單晶矽的密度大約是2.3克/立方釐米，所以相同體積下有機電池要比無機電池輕
（圖片來源：臺灣中央大學）
還有就是製造工藝簡單，往常無機電池要倒騰7步才能做出來，我們有機電池只要3步，而且還能用印刷機嗖嗖的印刷出來了。
無機電池工藝流程與有機電池工藝流程對比
講這麼多，那你說這有機電池到底能用來幹嘛？那可多了去了，比如利用它 「軟」的特性，來製造柔性電池。
可彎曲的柔性太陽能電池（圖片來源：半導體所）
這種柔性電池具有良好延展性，使得它可用來給機器人供電、給皮膚傳感器充電等等，就像個電池創可貼，哪裡缺電「貼」哪裡。
圖片來源：半導體所
還有就是可製造透明電池。如果用紫外光區域和近紅外區域具有良好互補吸收的兩種材料分別作為前電池和後電池的活性層材料，那麼電池可以讓大部分可見光透過，專門吸收肉眼不可見的紫外線和紅外線。
試想一下，如果把房屋的窗戶換成這種透明電池，不僅可以享受陽光而且會讓人曬黑的紫外線等光還能被窗戶吸收，為屋子供電，簡直美滋滋。
透明有機太陽能電池 （圖片來源：Richard Lunt / 密西根州立大學）
當然有機電池還將在許多方面得到廣泛的應用，比如手機顯示、大型平板顯示、可摺疊電腦屏幕和還有仿生學電子皮膚上，只有你敢想，我就敢給你實現！
不久前中興被美國制裁時，不少人對國內的集成電路的落後痛心疾首，甚至有人說中國做科研的都是吃乾飯的。實際上作為一個大國，方方面面都要發展，各行各業的發展速度有快有慢是很正常的。就比如很少有人知道，我國在太陽能電池領域，就是當之無愧的霸主。
不僅在研究上我們處於世界前列，而且在產業上全世界光伏前十的企業裡，七家是中國公司，排名前三的都被中國包攬了。科技實力的提升離不開國家的大力支持，也離不開像陳教授這樣的科研人員的努力工作。我們寫科普也是希望告訴大家，在你看不見的地方，確實有人在為你負重前行。
（本文中標明來源的圖片均已獲得授權）
出品：科普中國
製作：中國科學院半導體研究所 蘇濤
監製：中國科學院計算機網絡信息中心
本文來源於「中國科普博覽」公眾號（kepubolan），轉載請註明公眾號出處
編輯：tau