Una célula solar popular basada en polímeros podría producir más energía si las cargas electrónicas pudieran moverse de manera eficiente a través de los componentes de la célula. Una nueva mezcla de tres componentes permite que los materiales de las células solares conductoras se autoalineen en columnas. La alineación mejora la eficiencia. Esta, Sucesivamente, permite que las células solares se fabriquen más de tres veces más gruesas sin degradar el alto rendimiento. La mayor profundidad hace que el proceso sea más compatible con los procesos de recubrimiento industrial convencionales.

Fabricación confiable. Alto rendimiento. Las arquitecturas internas formadas por esta nueva combinación de tres componentes tienen el potencial de hacer que estos materiales sean más aptos para una fabricación confiable. Los dispositivos se pueden fabricar en espesores mayores. Estas profundidades son más adecuadas para los procesos de recubrimiento industrial convencionales, pero aún permiten que la celda mantenga su alto rendimiento.

Bajo costo, La escalabilidad de gran superficie mediante el procesamiento de la solución es una ventaja importante de las células solares de polímero orgánico. Células solares orgánicas típicas, sin embargo, requieren espesores de capa activa de menos de 100 nanómetros (aproximadamente 0,000004 pulgadas) para un rendimiento óptimo, debido a las limitaciones de la movilidad del portador de carga de semiconductores de polímero. Esto presenta un desafío importante para la fabricación basada en soluciones:tecnologías de recubrimiento de gran superficie (por ejemplo, recubrimientos de rollo a rollo o de matriz ranurada) no pueden proporcionar películas confiables en dimensiones tan delgadas.

El equipo del Centro de Materiales a Nanoescala y de la Universidad de Stony Brook demostró que la adición de un tercer componente polimérico a la mezcla binaria de materiales de células solares orgánicas conduce a una nanoestructura columnar autoensamblada. Esto mejoró la movilidad de la carga y el rendimiento fotovoltaico en dispositivos con espesores de capa de más de 300 nanómetros, más de tres veces más de lo normal. Simulaciones y estudios experimentales detallados revelan que la tensión interfacial entre los componentes poliméricos es crucial para obtener la nanoarquitectura columnar autoensamblada que proporciona vías de extracción de carga eficientes. Prácticamente, esta arquitectura de células solares orgánicas de mezcla ternaria tiene el potencial de permitir una fabricación confiable en un área grande porque los dispositivos se pueden hacer más gruesos para los procesos de recubrimiento industrial convencionales.