Paul van Gerven
22 June 2015

Chemici van de University of Californië in Los Angeles zijn erin geslaagd om de splitsing van lading in een organische moleculaire assemblage veel efficiënter te maken. Ze wisten polaronen – paren elektronen en gaten die ontstaan door invallend licht – dagen tot zelfs weken stabiel te houden, terwijl ze in doorsnee organische zonnecellen slechts een fractie van een seconde leven.

Dit uitzonderlijke resultaat is te danken aan strak georganiseerde moleculaire structuren die doen denken aan de structuren die planten gebruiken voor fotosynthese. Beide structuren trekken positieve en negatieve ladingen zeer efficiënt uit elkaar, terwijl die in een organische zonnecel vaak niet snel genoeg ‘een uitweg vinden’ en makkelijk recombineren.

Het verschil in efficiëntie correleert met de mate waarin de moleculen georganiseerd zijn. Als een doorsnee organische zonnecellen een spaghetti van polymeerstrengen en andere ingrediënten is, bestaat de nieuwe structuur uit netjes parallel geordende bundels van ongekookte spaghetti. Gehaktballetjes (buckyballen) zijn er ook, sommige ontworpen om plaats te nemen binnen in de bundels, sommige worden juist gedwongen naar de buitenkant. De binnenste fullerenen shuttelen elektronen naar de buitenste, waar ze wekenlang kunnen blijven zitten.

Ook bijzonder is dat de geordende structuren zich spontaan vormen wanneer de componenten in water worden gemengd. De volgende stap is om de elektronen verder af te voeren en een gesloten circuit te maken – een echte zonnecel dus.