En inblick i fullerens egenskaper öppnar dörren till en ny klass av elektroniska acceptorer som kan användas för att bygga bättre och billigare organiska solceller.

Organiska solceller har utvecklats mycket sedan de uppfanns för snart 20 år sedan, men fullerenkomponenten har i stort sett varit densamma och detta har haft en bromsande effekt på teknikens utveckling.

Men nu har forskare vid University of Warwick pekat ut en ej uppskattad egenskap av fullerener, nämligen tillgängligheten av ytterligare stater som accepterar elektroner, som skulle kunna replikeras för att skapa en ny klass av 'fullerenemimics'.

Deras forskning beskrivs i en ny studie i tidskriften Avancerade material .

Solcellsindustrin har länge letat efter ett alternativ till fullerener eftersom de har många nackdelar som elektroniska acceptörer, inklusive en mycket begränsad ljusadsorption och en hög kostnad.

Också, att gå utöver fullerenderivat skulle öka de möjliga blandningarna som kan övervägas för organiska solceller.

University of Warwick forskare, ledd av professor Alessandro Troisi vid kemiska institutionen, har upptäckt att fulleren kan acceptera elektroner i ett antal upphetsade tillstånd, inte bara i sitt anjoniska tillstånd.

Dessa extra tillstånd gör processen för elektroninsamling snabbare och förbättrar effektiviteten i laddningsseparationsprocessen.

Den här egendomen ägs inte av en slump - den måste utformas till ett material och därför måste varje försök att göra en fulleren ersättare ta hänsyn till den här egenskapen.

Professor Troisi tror att det är därför som flera försök hittills av branschen att hitta en ersättare har misslyckats.

Warwick -forskarna har dock visat att en ny klass av molekylära acceptatorer med denna elektroniska egenskap kan utformas relativt enkelt, tillhandahålla en väg mot ersättning av fullerenderivat i solceller.

Professor Troisi sa:"Att hitta en ersättare till fulleren har undvikit det vetenskapliga samfundet och solcellsindustrin under den bästa delen av två decennier.

"Genom att identifiera detta sätt på vilket fulleren beter sig, vi tror att vi har hittat en nyckel som kan låsa upp dörren till nya ersättare för detta material.

"Med hjälp av denna kunskap, vi samarbetar nu med experimentalister vid University of Warwick för att aktivt utveckla fullerenersättningar. "

En patentansökan har lämnats in och forskarna är angelägna om att samarbeta med kommersiella partners för att få ut denna teknik på marknaden.