I materiali semiconduttori organici hanno il potenziale per essere utilizzati in applicazioni innovative come dispositivi trasparenti e flessibili, e il loro basso costo li rende particolarmente appetibili. Le proprietà dei materiali semiconduttori organici possono essere regolate controllando la loro struttura a livello molecolare attraverso parti della struttura note come unità che accettano gli elettroni. Un gruppo di ricercatori con sede presso l'Università di Osaka ha appositamente studiato un'unità che accetta gli elettroni che è stata poi utilizzata con successo in un semiconduttore organico applicato in un dispositivo a celle solari che ha mostrato elevate prestazioni fotovoltaiche. I loro risultati sono stati pubblicati in Materiali NPG Asia .

"Le unità che accettano gli elettroni sono elementi importanti dei semiconduttori organici, ", afferma l'autore corrispondente Yoshio Aso. "Attraverso l'aggiunta controllata di gruppi fluorurati elettronegativi a un materiale che accetta elettroni ampiamente utilizzato, siamo stati in grado di mostrare un controllo preciso dei livelli di energia all'interno del semiconduttore risultante. Questa capacità di sintonizzare il band gap si traduce in selettività sull'iniezione e il trasporto di lacune e/o elettroni all'interno del materiale, che è importante nelle potenziali applicazioni."

L'unità accettore di elettroni fluorurato è stata utilizzata per preparare una cella solare a film sottile che è stata confrontata con una cella basata su un analogo non fluorurato. I ricercatori hanno scoperto che il materiale fluorurato ha mostrato una maggiore efficienza di conversione della potenza, fino al 3,12%. Anche la morfologia del film fluorurato è risultata buona, che ha supportato la generazione e il trasporto efficienti di carica necessari per un'applicazione di successo.

"Più siamo in grado di mettere a punto il comportamento dei semiconduttori organici a livello molecolare, più possibilità ci saranno per dimostrare le loro applicazioni macroscopiche, ", afferma il coautore Yutaka Ie. "Speriamo che il controllo del gap di banda e le elevate prestazioni fotovoltaiche che abbiamo dimostrato portino all'applicazione del nostro materiale in dispositivi come i diodi organici a emissione di luce, transistor ad effetto di campo, e celle solari a film sottile."

La semplice dimostrazione del legame tra alta elettronegatività, maggiore tendenza ad accettare gli elettroni, e prestazioni migliorate dei semiconduttori, mette in evidenza sia il potenziale che la versatilità dei semiconduttori organici. Ulteriori soluzioni eleganti come questa potrebbero ampliare notevolmente la gamma dei materiali -coniugati, e rafforzare il caso per l'elettronica organica.