I ricercatori dell'Institute for Molecular Science in Giappone riferiscono che le celle solari organiche (OSC) con materiali donatori (D) e accettori (A) altamente mobili e altamente cristallini sono stati in grado di ridurre una perdita di tensione a circuito aperto (VOC). L'origine dell'alto VOC era che l'interfaccia D/A altamente cristallina riduceva la perdita di energia correlata alla ricombinazione di carica. I risultati dimostrano che un'attenta progettazione dell'interfaccia D/A consente elevate efficienze di conversione di potenza negli OSC.

Le efficienze di conversione di potenza delle celle solari organiche (OSC) basate su miscele di materiali semiconduttori donatori di elettroni (D) e accettori (A) superano ora il 16%. Però, è ancora inferiore a quello delle SC inorganiche altamente efficienti come il GaAs. L'efficienza di generazione della carica negli OSC al giorno d'oggi è quasi del 100%, quindi ridurre la perdita di energia nella tensione di uscita è di fondamentale importanza per migliorare ulteriormente l'efficienza delle celle solari organiche.

Il gruppo dell'assistente professore Seiichiro Izawa e del professor Masahiro Hiramoto presso l'Istituto per le scienze molecolari in Giappone riferisce che OSC con elevata mobilità e materiali donatori (D) e accettori (A) altamente cristallini sono stati in grado di ridurre una tensione a circuito aperto (V _OC ) perdita. I ricercatori hanno fabbricato OSC a doppio strato modello utilizzando queste molecole (Fig. 1a). La cristallinità dello strato accettore potrebbe essere alterata mediante un'opportuna selezione delle tre molecole con differenti lunghezze di catena laterale alchilica. La V _OC è risultato aumentare con l'aumentare della cristallinità dello strato accettore. La V _OC la perdita era molto piccola rispetto ai valori degli OSC riportati (Fig 1b). L'origine dell'alto V _OC era che l'interfaccia D/A altamente cristallina riduceva la perdita di energia correlata alla ricombinazione di carica nella tensione di uscita realizzando una ricombinazione ideale da banda a banda. Specialmente, l'elevata cristallinità dei vari strati molecolari (meno di 6 nm) in prossimità dell'interfaccia D/A è stata importante per realizzare l'alto V _OC . I risultati dimostrano che un'attenta progettazione dell'interfaccia D/A consente di ottenere elevate efficienze di conversione di potenza negli OSC riducendo la perdita di tensione a circuito aperto.