Per costruire celle solari migliori, gli scienziati devono progettare i materiali dal basso verso l'alto, posizionando catene di molecole proprio dove sono necessarie. Gli scienziati hanno escogitato un nuovo modo per crescere in modo ordinato, fasci densamente impacchettati di catene molecolari, in particolare catene polimeriche semiconduttrici. Le catene si piegavano su se stesse per formare fasci che si estendevano dalla piastra di crescita alla superficie del film. I fasci sono stati imballati fianco a fianco con i fasci vicini. Questo approccio dal basso verso l'alto, partendo dai mattoni e creando la struttura più grande, è stato utilizzato per realizzare film di grandi dimensioni con motivi minuscoli. I film hanno un'architettura controllata, assemblaggio uniforme ed eccellente stabilità.

I film sottili dei polimeri semiconduttori hanno una struttura unica e sono altamente stabili. I film potrebbero aumentare l'efficienza e la durata dei dispositivi organici a emissione di luce e delle celle solari.

I metodi tradizionali che utilizzano l'elaborazione basata su soluzioni "top-down" in genere consentono solo un controllo modesto sull'organizzazione molecolare e sull'allineamento della catena dei polimeri semiconduttori. Ora un team guidato da scienziati della Louisiana State University ha sviluppato un approccio "dal basso verso l'alto" utilizzando la crescita iniziata dalla superficie di un polimero semiconduttore chiamato politiofene per preparare film sottili. Il politiofene è un materiale elettronico organico promettente. Studi strutturali approfonditi delle pellicole sottili utilizzando raggi X e diffusione di neutroni hanno rivelato informazioni dettagliate sull'organizzazione molecolare unica e sulla morfologia di massa delle pellicole. Gli studi inoltre approfondiscono la nostra comprensione fondamentale della polimerizzazione. Sorprendentemente, le catene polimeriche formavano domini cristallini laterali densamente impacchettati che si estendevano per circa 3 nanometri, con allineamento predominante nel piano delle catene polimeriche piegate all'interno di ciascun dominio. Raggiungere un'organizzazione di scala intermedia così complessa è praticamente impossibile con i metodi tradizionali che si basano sull'elaborazione in soluzione di polimeri pre-sintetizzati. Questa morfologia unica sarebbe particolarmente adatta per applicazioni che richiedono un efficiente trasporto di carica attraverso i film, come nei dispositivi fotovoltaici ed emettitori di luce. Generalmente, la polimerizzazione iniziata dalla superficie non è limitata al politiofene ma può anche essere espansa per altre classi di polimeri e copolimeri semiconduttori.