En populär polymerbaserad solcell skulle kunna producera mer energi om de elektroniska laddningarna kan röra sig effektivt genom cellens komponenter. En ny trekomponentsblandning tillåter ledande solcellsmaterial att självjustera i kolumner. Inriktningen förbättrar effektiviteten. Detta, i tur och ordning, gör att solcellerna kan tillverkas mer än tre gånger tjockare utan att försämra den höga prestandan. Det större djupet gör processen mer kompatibel med konventionella industriella beläggningsprocesser.

Pålitlig tillverkning. Hög prestanda. De interna arkitekturerna som bildas av denna nya blandning av tre komponenter har potential att göra dessa material mer mottagliga för tillförlitlig tillverkning. Anordningarna kan tillverkas i större tjocklekar. Dessa djup är bättre lämpade för konventionella industriella beläggningsprocesser men tillåter fortfarande cellen att behålla sin höga prestanda.

Låg kostnad, skalbarhet med stora ytor genom lösningsbearbetning är en viktig fördel med organiska polymersolceller. Typiska organiska solceller, dock, kräver aktiva skikttjocklekar på mindre än 100 nanometer (cirka 0,000004 tum) för optimal prestanda, på grund av begränsningarna av polymerhalvledarladdningsbärares rörlighet. Detta utgör en betydande utmaning för lösningsbaserad tillverkning-beläggningsteknik i stort område (t.ex. vals-till-rulle eller slitsformsbeläggningar) inte kan tillhandahålla pålitliga filmer med så tunna dimensioner.

Center for Nanoscale Materials och Stony Brook University-teamet visade att tillsats av en tredje polymerkomponent till den binära blandningen av organiska solcellsmaterial leder till en självmonterad kolumnär nanostruktur. Detta förbättrade laddningsrörligheten och fotovoltaisk prestanda i enheter med lagertjocklekar på mer än 300 nanometer - mer än tre gånger tjockare än normalt. Detaljerade experimentella studier och simuleringar avslöjar att gränssnittsspänning mellan de polymera komponenterna är avgörande för att erhålla den självmonterade kolumnära nanoarchitecturen som ger effektiva extraktionsvägar för laddning. Praktiskt taget, denna ternära blandning av organisk solcellsarkitektur har potential att möjliggöra tillförlitlig tillverkning av stora ytor eftersom enheterna kan göras tjockare för konventionella industriella beläggningsprocesser.