Los materiales semiconductores orgánicos tienen el potencial de ser utilizados en aplicaciones innovadoras como dispositivos transparentes y flexibles, y su bajo costo los hace particularmente atractivos. Las propiedades de los materiales semiconductores orgánicos se pueden ajustar controlando su estructura a nivel molecular a través de partes de la estructura conocidas como unidades aceptoras de electrones. Un grupo de investigadores de la Universidad de Osaka ha diseñado específicamente una unidad de aceptación de electrones que luego se utilizó con éxito en un semiconductor orgánico aplicado en un dispositivo de célula solar que mostró un alto rendimiento fotovoltaico. Sus hallazgos fueron publicados en Materiales de NPG Asia .

"Las unidades que aceptan electrones son elementos importantes de los semiconductores orgánicos, ", dice el autor correspondiente Yoshio Aso." Mediante la adición controlada de grupos de flúor electronegativos a un material aceptor de electrones ampliamente utilizado, pudimos mostrar un control preciso de los niveles de energía dentro del semiconductor resultante. Esta capacidad de ajustar la banda prohibida se traduce en selectividad sobre la inyección y transporte de huecos y / o electrones dentro del material. lo cual es importante en aplicaciones potenciales ".

La unidad aceptora de electrones fluorada se utilizó para preparar una celda solar de película delgada que se comparó con una celda basada en un análogo no fluorado. Los investigadores encontraron que el material fluorado mostró una mayor eficiencia de conversión de energía, hasta 3,12%. También se encontró que la morfología de la película fluorada era buena, que apoyó la generación de carga y el transporte eficientes que son necesarios para una aplicación exitosa.

"Cuanto más podamos ajustar el comportamiento de los semiconductores orgánicos a nivel molecular, más posibilidades habrá de demostrar sus aplicaciones macroscópicas, "Es nuestra esperanza que el control de banda prohibida y el alto rendimiento fotovoltaico que hemos demostrado conduzcan a que nuestro material se aplique en dispositivos como diodos orgánicos emisores de luz", dice el coautor Yutaka Ie. transistores de efecto de campo, y células solares de película delgada ".

La sencilla demostración del vínculo entre alta electronegatividad, mayor tendencia a aceptar electrones, y rendimiento mejorado de semiconductores, destaca tanto el potencial como la versatilidad de los semiconductores orgánicos. Otras soluciones elegantes como esta podrían ampliar sustancialmente la gama de materiales conjugados ƒÎ, y reforzar el caso de la electrónica orgánica.