Para construir células solares melhores, os cientistas precisam projetar materiais de baixo para cima, colocar cadeias de moléculas exatamente onde são necessárias. Os cientistas desenvolveram uma nova maneira de crescer bem organizado, pacotes densamente compactados de cadeias moleculares, especificamente cadeias de polímero semicondutor. As correntes dobraram-se sobre si mesmas para formar feixes que se estendiam da placa de crescimento até a superfície do filme. Os pacotes foram embalados lado a lado com os pacotes vizinhos. Essa abordagem de baixo para cima, começando com os blocos de construção e criando a estrutura maior, foi usado para fazer filmes de grandes áreas com padrões minúsculos. Os filmes têm arquitetura controlada, montagem uniforme e excelente estabilidade.

Os filmes finos de polímeros semicondutores têm uma estrutura única e são altamente estáveis. Os filmes podem aumentar a eficiência e a vida útil de dispositivos orgânicos emissores de luz e células solares.

Os métodos tradicionais que usam o processamento baseado em solução "de cima para baixo" normalmente permitem apenas um controle modesto sobre a organização molecular e o alinhamento da cadeia de polímeros semicondutores. Agora, uma equipe liderada por cientistas da Louisiana State University desenvolveu uma abordagem "de baixo para cima" usando o crescimento iniciado na superfície de um polímero semicondutor chamado politiofeno para preparar filmes finos. O politiofeno é um material eletrônico orgânico promissor. Extensos estudos estruturais dos filmes finos usando raios-x e espalhamento de nêutrons revelaram informações detalhadas sobre a organização molecular única e a morfologia em massa dos filmes. Os estudos também aumentam nossa compreensão fundamental da polimerização. Notavelmente, as cadeias de polímero formaram domínios cristalinos laterais densamente compactados, abrangendo cerca de 3 nanômetros, com alinhamento predominante no plano das cadeias de polímero dobradas dentro de cada domínio. Alcançar uma organização de escala intermediária tão complexa é virtualmente impossível com métodos tradicionais que contam com o processamento de solução de polímeros pré-sintetizados. Esta morfologia única seria particularmente adequada para aplicações que requerem transporte de carga eficiente entre os filmes, como em dispositivos fotovoltaicos e emissores de luz. Em geral, a polimerização iniciada na superfície não está limitada ao politiofeno, mas também pode ser expandida para outras classes de polímeros semicondutores e copolímeros.