塑料太阳能是一个从无到有的科技产品，塑料太阳能电池基于塑料，这种塑料可配成溶液，以喷墨或印刷的方式沉积成膜，这将革命性的降低其太阳能的生产成本。
我们通常用4434的代号体现国内外相关技术的发展历程和现状。
在材料科学领域，近代材料革命经历了4个阶段：通用塑料材料—合金／复合材料—单晶硅材料—导电高分子材料。
在高分子科学领域，也经历了4个发展阶段：认识高分子(1953诺贝尔奖，Hermann Staudinger）—合成高分子（1963诺贝尔奖，Giulio Natta and Karl Ziegler）—理解高分子（1974诺贝尔奖，Paul J. Flory）—高分子创新(2000导电高分子获诺贝尔奖，Alan Heerger 等）。
太阳能技术则经历了晶体硅电池—无机薄膜电池—有机薄膜电池3代，详见表1：
表1 太阳能技术的发展
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技术分代 |
太阳能电池材料 |
光电效率 |
生产工艺 |
对环境的影响 |
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第一代： 晶体硅太阳能电池 |
单晶硅 |
16%-20% |
工艺复杂，成本高昂 |
污染高，能耗大 原材料不能降解 |
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多晶硅 |
12-16% |
较单晶硅简单，但成本仍高 |
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第二代： 无机薄膜太阳能电池 |
非晶硅薄膜 |
6-10% |
比第一代有一定简化，但仍依托高真空工艺，设备投资大。个别原材料稀少。 |
原材料比第一代有所减少 |
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铜铟镓硒 CIGS |
10-12% |
铟的储量有限，过度开采，破坏生态平衡 |
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碲化镉 |
8-10% |
原料镉剧毒 |
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第三代： 有机薄膜太阳能电池 |
染料敏化太阳能电池（DSSC） |
7-12% |
需要液体电解质，封装有问题 |
有潜在泄漏危险 |
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塑料（也称有机）太阳能电池 |
5-12% |
生产工艺简单，可溶液成膜(印刷、喷涂、旋涂) |
材料用量少，且可降解。 |
而用于塑料太阳能电池的导电高分子材料（即太阳能塑料）也经历了４个发展阶段（或称４个飞跃）。见表2：
表2 太阳能塑料的发展
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发展阶段 |
第一阶段 |
第二阶段 |
第三阶段 |
第四阶段 |
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阶段期(年) |
1999－2005 |
2006－2009 |
2010－2011 |
2012-2014 |
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光电转化效率 (PCE %) |
3 |
6 |
8 |
10 |
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代表性材料 |
MEH-PPV P3HT |
PCDTBT PCPDTBT |
PTB-xx PBDTTT-yy |
PCE-10 |
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代表性材料的结构 |
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产品的文献举例 |
Adv. Funct. Mater, 2003 13（1），25
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Science， 2012, 335（6074）1340 |
Nature Photonics, 2013
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Nature Photonics 2015 |
下图则是有关塑料太阳能电池的科学论文发表情况。可见，塑料太阳能电池是21世纪刚刚发展起来的新兴科技领域，并且正处于迅速腾飞阶段。
图1 有关塑料太阳能电池的科学论文发表情况
由此可见，塑料太阳能技术属于第4次材料革命中的第4次高分子科学创新，也是第3代太阳能技术用高分子材料发展中的第4个阶段，具有目前太阳能技术中最先进的水平。
