Para construir mejores células solares, los científicos necesitan diseñar materiales de abajo hacia arriba, colocando cadenas de moléculas justo donde se necesitan. Los científicos idearon una nueva forma de crecer cuidadosamente organizados, haces de cadenas moleculares densamente empaquetados, específicamente cadenas poliméricas semiconductoras. Las cadenas se doblaban sobre sí mismas para formar haces que se extendían desde la placa de crecimiento hasta la superficie de la película. Los paquetes se empacaron uno al lado del otro con los paquetes vecinos. Este enfoque de abajo hacia arriba, comenzando con los bloques de construcción y creando la estructura más grande, se utilizó para hacer películas de gran superficie con patrones diminutos. Las películas tienen arquitectura controlada, montaje uniforme y excelente estabilidad.

Las películas delgadas de polímeros semiconductores tienen una estructura única y son muy estables. Las películas podrían aumentar la eficiencia y la vida útil de los dispositivos emisores de luz orgánica y las células solares.

Los métodos tradicionales que utilizan el procesamiento basado en soluciones "de arriba hacia abajo" generalmente solo permiten un control modesto sobre la organización molecular y la alineación de la cadena de los polímeros semiconductores. Ahora, un equipo dirigido por científicos de la Universidad Estatal de Louisiana ha desarrollado un enfoque "de abajo hacia arriba" que utiliza el crecimiento iniciado en la superficie de un polímero semiconductor llamado politiofeno para preparar películas delgadas. El politiofeno es un material electrónico orgánico prometedor. Los extensos estudios estructurales de las películas delgadas utilizando rayos X y dispersión de neutrones revelaron información detallada sobre la organización molecular única y la morfología general de las películas. Los estudios también fomentan nuestra comprensión fundamental de la polimerización. Notablemente, las cadenas de polímero formaron dominios cristalinos laterales densamente empaquetados que abarcan aproximadamente 3 nanómetros, con una alineación en el plano predominante de las cadenas de polímero plegadas dentro de cada dominio. Lograr una organización de escala intermedia tan compleja es prácticamente imposible con los métodos tradicionales que se basan en el procesamiento en solución de polímeros presintetizados. Esta morfología única sería particularmente adecuada para aplicaciones que requieren un transporte de carga eficiente a través de las películas. como en dispositivos fotovoltaicos y emisores de luz. En general, la polimerización iniciada en la superficie no se limita al politiofeno, sino que también se puede expandir para otras clases de polímeros y copolímeros semiconductores.