Cambridge (GB) – Met een pannenkoekvormig vloeibaar kristal en een tweede verbinding maakten organisch-chemici een prototype van een organische zonnecel.


Chemici in Engeland en Duitsland gebruikten de zelf-organisatie van vloeibaar-kristallijne en kristallijne materialen om direct uit een oplossing dubbele lagen te maken. De gevormde structuren zijn ideaal voor fotodioden, die licht omzetten in elektrische energie.

Hexa-peri-hexabenzocoroneen

Een belangrijke bouwsteen in het nieuwe materiaal vormt de verbinding hexa-peri-hexabenzocoroneen. Deze verbinding lijkt wel op een zesarmige zeester. Onder de juiste condities slaat deze verbinding uit een oplossing neer in de vorm van pilaren, alsof stapeltjes met munten naast elkaar staan. Hexabenzocoroneen kan goed elektronen afstaan. De tweede verbinding die de chemici gebruikten, is een peryleen. Deze verbinding kan goed elektronen opnemen en geleiden.
De platte moleculen vormen spontaan stapeltjes

Na oplossen van de chemicali├źn in chloroform, in een concentratie van vijftien gram per liter, lieten de chemici ze weer uitkristalliseren op een vlakke ondergrond, het elektrodemateriaal indiumtinoxide. Omdat peryleen en hexabenzocoroneen verschillen in oplosbaarheid en oppervlakte-energie, kristalliseert eerst peryleen aan de bovenkant, als een drijvende vaste laag van kleine kristallen. Daarna kristalliseert daaronder hexabenzocoroneen, in de vorm van de vloeibaar-kristallijne pilaren.
Deze fabricagemethode is zeer aantrekkelijk. Hij vindt in een enkele stap plaats, zonder de problemen die horen bij het afzonderlijk vormen van dunne lagen. Bovendien maken de kristallijne peryleenlaag en de vloeibaar-kristallijne hexabenzocoroneenpilaren zeer goed contact met elkaar. Dat vergemakkelijkt het wegleiden van de elektronen. De eerste metingen van de spanning die licht in dit materiaal opwekt, zijn veelbelovend. Vooral blauw en groen licht absorbeert het materiaal goed. Verder onderzoek aan zelf-organiserende lichtgevoelige moleculen leidt, zo hopen de onderzoekers, tot commercieel toepasbare organische fotovoltaïsche systemen.

Erick Vermeulen