Uma equipe de pesquisa da Universidade de Osaka publicou suas descobertas sobre células solares orgânicas na revista *Applied Chemistry International*, destacando seus avanços no desempenho do dispositivo por meio do desenvolvimento de materiais aceptores quirais não-fulerênicos. Esta pesquisa utiliza a assimetria vertical das moléculas para alcançar o transporte de elétrons com seletividade de spin, suprimindo efetivamente a recombinação de cargas. O diagrama ilustra o aceptor não-fulerênico (NFA) bifacial quiral, o efeito CISS e sua aplicação em células solares orgânicas.
O novo material aceptor quiral projetado pela equipe de pesquisa exibe uma diferença na distribuição de cargas em suas extremidades superior e inferior, aumentando a densidade de empacotamento molecular e o grau de mistura com o material doador. O primeiro autor, Shuang Li, afirmou: "Aceptores quirais com assimetria vertical não haviam sido explorados anteriormente". Dados experimentais mostram que células solares orgânicas que utilizam uma estrutura molecular em forma de espelho atingem uma eficiência de conversão de energia de aproximadamente 8%, três vezes maior do que aquelas que utilizam materiais aquirais.
Essa tecnologia de células solares orgânicas gera correntes polarizadas por spin por meio de um efeito de seletividade de spin induzido pela quiralidade, promovendo a separação de cargas. O autor sênior Akinobu Saeki destacou: "Este efeito é muito interessante porque a polarização de spin separa melhor os elétrons e as lacunas, reduzindo assim a recombinação de cargas." A manipulação da simetria da estrutura molecular oferece um novo caminho tecnológico para melhorar a eficiência das células solares orgânicas.
Com a otimização contínua das estratégias de design de materiais, esta pesquisa sobre células solares orgânicas estabelece as bases para o desenvolvimento de dispositivos fotovoltaicos leves e de baixo custo. A aplicação de materiais quirais no campo dos semicondutores orgânicos impulsionará o desenvolvimento de dispositivos eletrônicos flexíveis e tecnologias vestíveis, expandindo novos cenários para a utilização da energia solar.
