跨领域研究：有机合成与太阳能电池材料

　　化学合成中常常使用各式各样的药剂，不但会造成环境的污染，也会对实验人员的健康有所危害。在全球化学界掀起对绿色化学的重视之际，台湾桃园中央大学化学工程与材料工程学系刘青原研究团队以太阳能电池材料分子为主要合成目标，试图改变过去传统的合成方式，以节省步骤为概念的合成化学来减少有害物质的产生与接触。2012年加入中央大学后，该团队主要致力于研究如何减少化学反应步骤，同时避免使用高毒性的试剂，目前已经开发出一系列相对环保的化学合成途径与策略，可以应用于有机光电材料分子的快速制备。

　　在光电元件的实际应用层面，以现在很热门的钙钛矿太阳能电池为例: 钙钛矿太阳能电池元件其中有一层是空穴传输层，这层薄膜的有机材料分子必须由有机化学家来参与设计与制作。一般的材料科学家可能依照文献进行传统的合成方法，导致步骤过于繁琐，而且通常需要接触毒性较高的有机金属试剂（例如有机锡试剂）。有别于大部分文献中所报导的传统合成方法，目前刘青原研究团队已经发表数种省步骤的合成捷径(例如:八个反应步骤变成两个步骤)，可以大幅减少合成步骤与化学废料的产生，也同样可顺利地合成各式各样的功能性p共轭小分子，由这些有机小分子所制成的钙钛矿太阳能电池元件，光电转换效率最高可达18.6%。研究开发与实际利用省步骤较环保的合成方法来制备有机光电材料分子的跨领域研究目前在台湾学术界仍算是相当稀少。

　　刘青原团队目前进行的研究，约有七成是致力于新合成方法的开发，其余三成则放在光电材料的应用上。之所以会进行跨领域结合是因为该团队发现，做材料应用的人几乎很少会去研究与改善合成方法，因此材料分子的多样性往往受到限制；反之，有化学合成背景的人专心致力于新合成条件的开发与产率的提升，其末端产物往往难以具实际应用功能。该团队游处化学与材料两个领域之间，藉其专业可为两个领域找到交集点，而且长期以来也持续与长庚大学化材系李坤穆教授合作，提供工学院研究团队所需的太阳能电池材料。