Nelle celle solari organiche convenzionali, gli elettroni mostrano la loro natura particellare e hanno bisogno di saltare tra le molecole organiche nella cellula. La conducibilità è, perciò, inferiore a quello delle celle solari al silicio cristallino. I ricercatori sono riusciti a disporre le molecole organiche in modo altamente ordinato come nei cristalli, e invocare la natura ondulatoria. Le "bande conduttive" sono formate da stati di dispersione di energia e contribuiscono alla conduttività ad alta portante. Può migliorare l'efficienza totale della cella.

Una cella solare organica è una luce, flessibile, dispositivo a basso costo e verde, quindi considerato come un potenziale seme di innovazione nel settore delle energie rinnovabili. L'efficienza della conversione energetica della cella solare organica è, però, inferiori a quelli delle attuali celle solari al silicio.

Nelle celle solari a semiconduttore, la luce viene convertita in una coppia energizzata di un elettrone (portatore negativo) e una lacuna (portatore positivo) all'interfaccia "giunzione pn" a due strati semiconduttori nella cella. Le molecole donatrici (lancio di elettroni; tipo p) e accettore (cattura di elettroni; tipo n) in ogni strato dei semiconduttori si fronteggiano come la giunzione p/n ideale. Per aumentare il numero di tali "batterie" solari nella cella, è necessaria un'ampia area di giunzione pn, in modo che una complicata giunzione pn "bulketero", che è un'interfaccia piegata come pieghe, è stato sviluppato. In una struttura così complicata come un labirinto, i vettori generati sono difficili da raggiungere gli elettrodi di uscita della cella perché le molecole sono disposte approssimativamente, in altre parole, la cristallinità è bassa (Fig. 1(a)). Per realizzare un trasporto elevato in modo efficiente, il Corriere, un elettrone o una lacuna, dovrebbe delocalizzare tra le molecole come un'onda di materia (Fig. 1 (b)). La disposizione ordinata delle molecole fa emergere la natura ondulatoria dei carry.

Ricercatori dell'Istituto di Scienze Molecolari (IMS), Il Japan Synchrotron Radiation Research Institute (JASRI) e la Tokyo University of Science sono riusciti a fabbricare la giunzione pn del semiconduttore organico con elevata cristallinità. Nel processo di fabbricazione della giunzione, le molecole accettore (perfluoropentacene) sono state depositate in maniera ordinata sul singolo cristallo delle molecole donatrici (pentacene) mediante la tecnica dell'epitassia a fascio molecolare (MBE). Le strutture elettroniche della giunzione pn cristallina sono state osservate mediante spettroscopia fotoelettronica risolta in angolo e hanno mostrato lo strato delle molecole accettore forma la banda di valenza che è evidenza di invocare la natura ondulatoria. Il risultato del presente studio mostra che l'MBE facilita la fabbricazione della giunzione pn cristallina che può far emergere la natura ondulatoria sia degli elettroni che dei fori.

Le funzioni dei semiconduttori organici possono essere messe a punto progettando le strutture delle molecole organiche costituenti. La tecnologia di fabbricazione delle giunzioni pn cristalline utilizzando una varietà di molecole organiche ci consente di realizzare il nuovo concetto di celle solari organiche con un'elevata efficienza di conversione dell'energia.