Een populaire op polymeer gebaseerde zonnecel zou meer energie kunnen produceren als de elektronische ladingen efficiënt door de componenten van de cel kunnen bewegen. Een nieuw driecomponentenmengsel zorgt ervoor dat geleidende zonnecelmaterialen zichzelf kunnen uitlijnen in kolommen. De uitlijning verbetert de efficiëntie. Dit, beurtelings, maakt het mogelijk om de zonnecellen meer dan drie keer dikker te maken zonder de hoge prestaties te verminderen. De grotere diepte maakt het proces beter compatibel met conventionele industriële coatingprocessen.

Betrouwbare fabricage. Hoge performantie. De interne architecturen die door deze nieuwe mix van drie componenten worden gevormd, hebben het potentieel om deze materialen geschikter te maken voor betrouwbare productie. De apparaten kunnen in grotere diktes worden gemaakt. Deze dieptes zijn beter geschikt voor conventionele industriële coatingprocessen, maar zorgen er toch voor dat de cel zijn hoge prestaties behoudt.

Goedkoop, schaalbaarheid van grote oppervlakken door oplossingsverwerking is een belangrijk voordeel van zonnecellen van organisch polymeer. Typische organische zonnecellen, echter, vereisen actieve laagdiktes van minder dan 100 nanometer (ongeveer 0.000004 inch) voor optimale prestaties, vanwege de beperkingen van de mobiliteit van polymeer halfgeleider ladingsdragers. Dit vormt een grote uitdaging voor op oplossingen gebaseerde productie - coatingtechnologieën voor grote oppervlakken (bijvoorbeeld roll-to-roll of slot-die coatings) zijn niet in staat om betrouwbare films te leveren bij zulke dunne afmetingen.

Het Center for Nanoscale Materials en het Stony Brook University-team hebben aangetoond dat het toevoegen van een derde polymeercomponent aan het binaire mengsel van organische zonnecelmaterialen leidt tot een zelf-geassembleerde kolomvormige nanostructuur. Dit verbeterde de ladingsmobiliteit en fotovoltaïsche prestaties in apparaten met laagdiktes van meer dan 300 nanometer - meer dan drie keer dikker dan normaal. Gedetailleerde experimentele studies en simulaties laten zien dat grensvlakspanning tussen de polymere componenten cruciaal is voor het verkrijgen van de zelf-geassembleerde kolomvormige nanoarchitectuur die efficiënte ladingsextractiepaden biedt. praktisch, deze ternaire blend van organische zonnecelarchitectuur heeft het potentieel om betrouwbare productie op grote oppervlakken mogelijk te maken, omdat de apparaten dikker kunnen worden gemaakt voor conventionele industriële coatingprocessen.