Thiosol2 - 用牙膏、櫻桃汁、碘酒、蠟燭和壞掉的手機螢幕在家製造光伏電池

「用牙膏、櫻桃汁、碘酒、蠟燭和壞掉的手機螢幕在家製造光伏電池」這個看起來完全像是騙人的農場文的標題，出自俄語口音超重，但其實是愛沙尼亞人的化學系 YouTuber - Thiosoi2（本名Maxim Bilovitskiy）之手筆。

而且他是認真的知道自己在幹嘛，請看本網誌後續解說。

按捏大膠布？會不會砸了他頻道 Thiosol2：身為 YouTube 上面第二狂的化學元素大全集的招牌？另外一個狂到介紹所有化學元素的頻道當然是 Periodic Videos。


是說，每次看這頻道的影片都要很專心......因為他沒有字幕，極端考驗英文聽力。也許強迫你專心是帶有俄語口音的好處XD

結論是如標題所述，看似亂來的混合物：牙膏、櫻桃汁、碘酒、蠟燭和壞掉的手機螢幕，簡直是 #魔藥學 動手作啊——它居然真的能發電！

但如果你不想花十二分鐘看影片，沒關係。本科宅導讀網站的宗旨就是一邊幫大家 #剖析知識、得到每日必要的 #科學知識育樂，娛樂的同時還替大家節省寶貴的時間。

其中的關鍵字很容易查到，是「花青素染料敏化」光伏電池（Anthocyanin Dye-sensitized Photovoltaic Cell ）。

主要原理是，有一些光敏感性的染料：生榨櫻桃汁裡的花青素，在照光：吸收光子之後可以拋出電子——畢竟植物行光合作用一直是這麼幹的，只是染料換成更高效的葉綠素。

拋出的電子經由電解質：碘酒裡的碘原子攜帶，再吸附於多孔性的半導體之中＝二氧化鈦，在市售牙膏裡，二氧化鈦也就是鈦白，用作替琺瑯質增白的研磨用顆粒。

製程中有一個關鍵原料的就是包覆了「導電性薄膜」的玻璃面板，這是為了包裹上二氧化鈦顆粒和碳粒，作為電池的陽極和陰極。幸好現代生活充滿了觸控螢幕......姑且算是自己家裡就能找到的原料XD

（蠟燭的黃色火焰中含有燃燒不全的碳粒 ← 所以燭火是「不透明」的）

本篇最後的諄諄教誨（讀做惡性碎念）是，這只是一個趣味小實驗，可以考驗人的心靈手巧（因為得反覆嘗試才能成功），請不要誤解說有了這個驚天發明，從某人家的車庫出檯，地球就有救惹

——不，地球猶原如昨天同款ㄟ病篤。

關鍵在這類光伏電池的 #光能轉換效率 遠遠低於已經商業成熟的矽基太陽能板。我查到的一篇 2015 年的清大博士論文

《天然光敏染料--花青素應用於染料敏化太陽能電池的研究》
作者=簡江瑜博士
論文中敘述花青素染料的轉換率是一位數......反觀矽晶轉換率是25%左右。

而在 #染料敏化太陽能電池（#DSSC, dye-sensitized solar cell）的學界／業界最高紀錄，似乎是由這類電池的發明者米夏埃爾·格雷策爾（Michael Grätzel）教授位在瑞士洛桑聯邦理工學院的團隊保持，約在 12% 左右。經過二十多年的耕耘，目前似乎卡在很難規模化生產這方面。

但 DSSC 這類電池的潛在優點，又回到一開始 Thiosoi2 的 YouTube 車庫實驗相關，就是有可能可以完全以低毒性、廉價的原料製成！

房間裡的大象，目前最醒目的問題（caveat）也在於此，就是實際上怎麼量產的工業化／商業化製程幾乎還不存在／仍在開發中／仍等待你發明的神奇專利。加油吧，未來的環保要靠科學。