有機太陽能電池 (OSC) 是傳統無機太陽能電池的有前途的替代品，具有許多特性，使其成為綠色未來的關鍵參與者。這些功能之一是可調化學，它使科學家能夠精確調整或修改化學系統的特性以實現所需的結果。現在，日本的研究人員對它們進行了調整，以提高功率轉換效率。

在一項研究中發表最近在應用化學國際版，大阪大學的研究人員報告了一種新型有機半導體，其功率轉換效率高於公認的標準。

OSC 重量輕且靈活，可以以相對較低的成本大規模生產。因此，它們對於農業光伏等應用非常有前景，其中大面積的土地用於同時種植農作物並將太陽能轉化為電能。

一般來說，OSC 包含兩種有機半導體，一種用於傳輸載子稱為電子（受體），傳遞其他載子稱為電洞（供體）。當激子（電子和電洞的組合）分裂成這些載子，產生電子-電洞對時，電流在半導體中流動。激子緊密地結合在一起，但是具有足夠能量的陽光可以使它們解離並產生電流。

「減少分解所需的能量激子– 激子結合能– 更容易將光轉換成所需的電流，」該研究的主要作者 Seihou Jinnai 解釋道。「因此，我們專注於影響結合能的因素，其中之一是電子和電子之間的距離洞。如果增加，那麼結合能就會降低。

研究人員設計了一種具有側單元的分子，其具有將分子中容納電子和電洞的部分分開的作用。合成的分子與供體材料一起用作本體異質結 OSC 中的受體，系統顯示出增加的功率轉換效率與公認的標準相比。該分子還作為 OSC 的單一成分進行了測試，並顯示出更好的光到電流轉換能力。

「我們設計的分子表明，受體分子中側單元的性質是激子行為及其效率的關鍵，」資深作者 Yutaka Ie 說。“這一結果重要地證明了通過調整有機太陽能電池應用的化學成分可以實現什麼目標。”

這些發現顯示了有機半導體合理設計的潛力，並有望帶來包括高性能OSC和波長選擇性透明OSC在內的新裝置。性能的全面改進也有望增強 OSC 在大規模光伏應用中的潛力，自然會帶來綠色能源替代品。