Om betere zonnecellen te bouwen, wetenschappers moeten materialen van onderaf ontwerpen, ketens van moleculen precies daar plaatsen waar ze nodig zijn. Wetenschappers bedachten een nieuwe manier om netjes geordend te groeien, dicht opeengepakte bundels van moleculaire ketens, specifiek halfgeleidende polymeerketens. De kettingen vouwden zichzelf op om bundels te maken die zich uitstrekten van de groeischijf tot het oppervlak van de film. De bundels werden naast elkaar gepakt met aangrenzende bundels. Deze bottom-up benadering, beginnend met de bouwstenen en het creëren van de grotere structuur, werd gebruikt om films met een groot oppervlak met kleine patronen te maken. De films hebben een gecontroleerde architectuur, uniforme montage en uitstekende stabiliteit.

De dunne films van halfgeleidende polymeren hebben een unieke structuur en zijn zeer stabiel. De films kunnen de efficiëntie en levensduur van organische lichtemitterende apparaten en zonnecellen verhogen.

Traditionele methoden die gebruik maken van "top-down" oplossingsgebaseerde verwerking, bieden doorgaans slechts een bescheiden controle over de moleculaire organisatie en ketenuitlijning van halfgeleidende polymeren. Nu heeft een team onder leiding van wetenschappers van de Louisiana State University een "bottom-up" -benadering ontwikkeld met behulp van oppervlakte-geïnitieerde groei van een halfgeleidend polymeer genaamd polythiofeen om dunne films te maken. Polythiofeen is een veelbelovend organisch elektronisch materiaal. Uitgebreide structurele studies van de dunne films met behulp van röntgen- en neutronenverstrooiing onthulden gedetailleerde informatie over de unieke moleculaire organisatie en de bulkmorfologie van de films. De studies bevorderen ook ons ​​fundamentele begrip van de polymerisatie. Opmerkelijk, de polymeerketens vormden dicht opeengepakte laterale kristallijne domeinen van ongeveer 3 nanometer, met overheersende in-plan uitlijning van de gevouwen polymeerketens binnen elk domein. Het bereiken van zo'n complexe organisatie op middelmatige schaal is vrijwel onmogelijk met traditionele methoden die afhankelijk zijn van oplossingsverwerking van voorgesynthetiseerde polymeren. Deze unieke morfologie zou bijzonder geschikt zijn voor toepassingen die efficiënt ladingstransport over de films vereisen, zoals in fotovoltaïsche en lichtgevende apparaten. In het algemeen, oppervlakte-geïnitieerde polymerisatie is niet beperkt tot polythiofeen, maar kan ook worden uitgebreid voor andere klassen van halfgeleidende polymeren en copolymeren.