Un aperçu des propriétés du fullerène devrait ouvrir la porte à une nouvelle classe d'accepteurs électroniques qui peuvent être utilisés pour construire des cellules solaires organiques meilleures et moins chères.

Les cellules solaires organiques ont beaucoup progressé depuis leur invention il y a près de 20 ans, mais la composante fullerène est restée en grande partie la même et cela a eu un effet de freinage sur l'évolution de la technologie.

Mais maintenant, les scientifiques de l'Université de Warwick ont ​​identifié une propriété méconnue des fullerènes, à savoir la disponibilité d'états accepteurs d'électrons supplémentaires, qui pourraient être reproduits pour créer une nouvelle classe de « imitateurs fullerènes ».

Leurs recherches sont décrites dans une nouvelle étude de la revue Matériaux avancés .

L'industrie des cellules solaires recherche depuis un certain temps une alternative aux fullerènes car ils présentent de nombreux inconvénients en tant qu'accepteurs électroniques, notamment une adsorption lumineuse très limitée et un coût élevé.

Aussi, aller au-delà des dérivés du fullerène augmenterait les mélanges possibles envisageables pour les cellules solaires organiques.

Les scientifiques de l'Université de Warwick, dirigé par le professeur Alessandro Troisi au Département de chimie, ont découvert que le fullerène peut accepter des électrons dans un certain nombre d'états excités, pas seulement dans son état anionique fondamental.

Ces états supplémentaires accélèrent le processus de capture d'électrons et améliorent l'efficacité du processus de séparation des charges.

Cette propriété particulière n'est pas possédée par hasard - elle doit être conçue dans un matériau et donc toute tentative de fabrication d'un substitut de fullerène doit prendre en compte cette propriété.

Le professeur Troisi croit que c'est la raison pour laquelle plusieurs tentatives de l'industrie pour trouver un remplaçant ont échoué à ce jour.

Cependant, les scientifiques de Warwick ont ​​montré qu'une nouvelle classe d'accepteurs moléculaires avec cette caractéristique électronique peut être conçue relativement facilement, offrant une voie vers le remplacement des dérivés du fullerène dans les cellules solaires.

Le professeur Troisi a déclaré :« Trouver un substitut au fullerène a échappé à la communauté scientifique et à l'industrie photovoltaïque pendant près de deux décennies.

"En repérant cette manière particulière dont se comporte le fullerène, nous pensons avoir trouvé une clé qui pourrait ouvrir la porte à de nouveaux remplacements pour ce matériau.

« En utilisant ces connaissances, nous collaborons maintenant avec des expérimentateurs de l'Université de Warwick pour développer activement des substituts du fullerène."

Une demande de brevet a été déposée et les scientifiques souhaitent travailler avec des partenaires commerciaux pour commercialiser cette technologie.