Американські вчені розробили органічну сонячну батарею, в якій за рахунок введення в структуру молекул фуллерена довжина дифузії електронів досягає декількох сантиметрів, що приблизно на п'ять порядків більше, ніж в аналогічних пристроях. У майбутньому такі елементи можна буде використовувати для створення напівпрозорих фотоелектричних пристроїв і органічних польових транзисторів, пишуть вчені в.
На відміну від твердотільних сонячних батарей на основі кремнію або перовскитних матеріалів, в органічних сонячних елементах в якості поглинаючого шару використовуються органічні молекули з напівпровідниковими властивостями. За рахунок введення в хімічну структуру цих молекул різних функціональних груп можна керувати шириною їх забороненої зони, крім того, вони дозволяють зробити сонячні елементи гнучкими і сильно знизити їх масу. Основний недолік таких комірок, що призводить до значного зменшення їх ефективності, - дуже невелика відстань, на яку носії заряду, що утворилися в результаті поглинання фотонів, можуть переміщатися всередині таких матеріалів. За рахунок ефектів тунелювання електрони можуть переміщатися, перескакуючи з однієї молекули на іншу, проте максимальна довжина дифузії електронів і дірок, не перевершує одного мікрометра. Органічні напівпровідники гарні тим, що вони легкі і їх можна використовувати як елементи світлодіодів, наприклад, для дисплеїв
Американські вчені під керівництвом Квінна Бурлінгейма (Quinn Burlingame) з Мічиганського університету показали, що для збільшення довжини дифузії електронів в органічних напівпровідникових плівках можна використовувати додатковий шар з молекул фуллерену. Молекули фуллеренів (C60 або C70) вчені запропонували використовувати відразу в двох шарах: в суміші з органічним донорним матеріалом (в якості донора використовуються складні органічні молекули з ароматичними групами) в напівпровідниковому шарі і чистий фуллерен - в якості провідного шару. Такий шар вводиться в структуру органічної сонячної батареї за допомогою вакуумного випаровування і служить для створених електронів енергетичною ямою, не даючи їм рекомбінувати з дірками і різко збільшуючи довжину, на яку вони можуть переміщатися.
Запропонована вченими гетероструктура дозволила значно збільшити рухливість носіїв заряду - як електронів, так і дірок, так що змогли переміщатися на відстань до 3,5 сантиметра від місця поглинання фотону, що зазвичай навіть більше площі області поглинання. Зазвичай довжина дифузії електронів у подібних пристроях не перевершує кілька сот нанометрів. Коефіцієнт дифузії заряду в шарі фуллеренів при кімнатній склав температурі 0,83 квадратного сантиметра в секунду.
Вчені вважають, що запропонована ними технологія допоможе незабаром значно підвищити ефективність органічних сонячних батарей. І беручи до уваги інші гідності таких пристроїв - їх легкість, гнучкість і відносну дешевизну, - такі сонячні елементи можна буде використовувати і в комерційних додатках, зокрема для створення пристроїв напівпрозорої фотовольтаїки, органічних польових транзисторів і поперечних фотоелектричних пристроїв.
Варто зазначити, що провідні властивості органічних молекул цікавлять вчених не тільки з точки зору їх практичного використання, а й для опису фундаментальних властивостей біологічних полімерів. Наприклад, нещодавно вчені виявили, що деякі молекули білка за рахунок механізмів молекулярної провідності можуть проводити електричний струм короткими імпульсами.