Os materiais semicondutores orgânicos têm potencial para serem usados ​​em aplicações inovadoras, como dispositivos transparentes e flexíveis, e seu baixo custo os torna particularmente atraentes. As propriedades dos materiais semicondutores orgânicos podem ser ajustadas controlando sua estrutura no nível molecular por meio de partes da estrutura conhecidas como unidades aceitadoras de elétrons. Um grupo de pesquisadores centrado na Universidade de Osaka adaptou especificamente uma unidade de aceitação de elétrons que foi então usada com sucesso em um semicondutor orgânico aplicado em um dispositivo de célula solar que mostrou alto desempenho fotovoltaico. Suas descobertas foram publicadas em NPG Asia Materials .

"As unidades aceitadoras de elétrons são elementos importantes dos semicondutores orgânicos, "diz o autor correspondente Yoshio Aso." Por meio da adição controlada de grupos de flúor eletronegativos a um material de aceitação de elétrons amplamente utilizado, fomos capazes de mostrar o controle preciso dos níveis de energia dentro do semicondutor resultante. Esta capacidade de sintonizar o gap se traduz em seletividade sobre a injeção e transporte de buracos e / ou elétrons dentro do material, o que é importante em aplicações potenciais. "

A unidade aceitadora de elétrons fluorada foi usada para preparar uma célula solar de filme fino que foi comparada com uma célula baseada em um análogo não fluorado. Os pesquisadores descobriram que o material fluorado mostrou maior eficiência de conversão de energia, até 3,12%. A morfologia do filme fluorado também foi considerada boa, que apoiou a geração de carga e transporte eficientes que são necessários para uma aplicação bem-sucedida.

"Quanto mais somos capazes de ajustar o comportamento do semicondutor orgânico no nível molecular, mais possibilidades haverá para demonstrar suas aplicações macroscópicas, "diz o co-autor Yutaka Ie." É nossa esperança que o controle de intervalo de banda e o alto desempenho fotovoltaico que demonstramos levem nosso material a ser aplicado em dispositivos como diodos orgânicos emitidos de luz, transistores de efeito de campo, e células solares de película fina. "

A demonstração direta da ligação entre alta eletronegatividade, maior tendência de aceitação de elétrons, e desempenho aprimorado de semicondutores, destaca o potencial e a versatilidade dos semicondutores orgânicos. Outras soluções elegantes, como esta, poderiam ampliar substancialmente a gama de materiais conjugados a ƒÎ, e reforçar o caso da eletrônica orgânica.