跨領域研究：有機合成與太陽能電池材料

　　化學合成中常常使用各式各樣的藥劑，不但會造成環境的污染，也會對實驗人員的健康有所危害。在全球化學界掀起對綠色化學的重視之際，臺灣桃園中央大學化學工程與材料工程學系劉青原研究團隊以太陽能電池材料分子為主要合成目標，試圖改變過去傳統的合成方式，以節省步驟為概念的合成化學來減少有害物質的產生與接觸。2012年加入中央大學后，該團隊主要致力于研究如何減少化學反應步驟，同時避免使用高毒性的試劑，目前已經開發出一系列相對環保的化學合成途徑與策略，可以應用于有機光電材料分子的快速制備。

　　在光電元件的實際應用層面，以現在很熱門的鈣鈦礦太陽能電池為例: 鈣鈦礦太陽能電池元件其中有一層是空穴傳輸層，這層薄膜的有機材料分子必須由有機化學家來參與設計與制作。一般的材料科學家可能依照文獻進行傳統的合成方法，導致步驟過于繁瑣，而且通常需要接觸毒性較高的有機金屬試劑（例如有機錫試劑）。有別于大部分文獻中所報導的傳統合成方法，目前劉青原研究團隊已經發表數種省步驟的合成捷徑(例如:八個反應步驟變成兩個步驟)，可以大幅減少合成步驟與化學廢料的產生，也同樣可順利地合成各式各樣的功能性p共軛小分子，由這些有機小分子所制成的鈣鈦礦太陽能電池元件，光電轉換效率最高可達18.6%。研究開發與實際利用省步驟較環保的合成方法來制備有機光電材料分子的跨領域研究目前在臺灣學術界仍算是相當稀少。

　　劉青原團隊目前進行的研究，約有七成是致力于新合成方法的開發，其余三成則放在光電材料的應用上。之所以會進行跨領域結合是因為該團隊發現，做材料應用的人幾乎很少會去研究與改善合成方法，因此材料分子的多樣性往往受到限制；反之，有化學合成背景的人專心致力于新合成條件的開發與產率的提升，其末端產物往往難以具實際應用功能。該團隊游處化學與材料兩個領域之間，藉其專業可為兩個領域找到交集點，而且長期以來也持續與長庚大學化材系李坤穆教授合作，提供工學院研究團隊所需的太陽能電池材料。