Ein Forschungsteam der Universität Osaka veröffentlichte seine Ergebnisse zu organischen Solarzellen in *Applied Chemistry International* und demonstrierte, wie die Entwicklung chiraler Nicht-Fulleren-Akzeptormaterialien die Leistung der Zellen steigern kann. Diese Forschung nutzt die vertikale Asymmetrie der Moleküle, um einen spinselektiven Elektronentransport zu erreichen und so die Ladungsrekombination effektiv zu unterdrücken.

Das von dem Forschungsteam entwickelte neuartige chirale Akzeptormaterial weist eine unterschiedliche Ladungsverteilung an seinen oberen und unteren Enden auf, was die Molekülpackungsdichte und den Mischungsgrad mit dem Donormaterial erhöht. Erstautor Shuang Li erklärte: „Chirale Akzeptoren mit vertikaler Asymmetrie wurden bisher noch nicht untersucht.“ Experimentelle Daten zeigen, dass organische Solarzellen mit spiegelbildlichen Molekülstrukturen einen Wirkungsgrad von etwa 8 % erreichen, der dreimal höher ist als der von achiralen Materialien.

Diese organische Solarzellentechnologie erzeugt spinpolarisierte Ströme durch einen chiral induzierten spinselektiven Effekt und fördert so die Ladungstrennung. Der Seniorautor Akinobu Saeki wies darauf hin: „Dieser Effekt ist besonders interessant, da die Spinpolarisation Elektronen und Löcher besser trennen und somit die Ladungsrekombination reduzieren kann.“ Die gezielte Steuerung der Molekülstruktursymmetrie eröffnet einen neuen technologischen Weg zur Effizienzsteigerung organischer Solarzellen.

Durch die kontinuierliche Optimierung von Materialdesignstrategien legt diese Forschung an organischen Solarzellen den Grundstein für die Entwicklung kostengünstiger und leichter Photovoltaik-Bauelemente. Der Einsatz chiraler Materialien im Bereich der organischen Halbleiter wird die Entwicklung flexibler elektronischer Geräte und tragbarer Technologien vorantreiben und neue Anwendungsszenarien für Solarenergie eröffnen.

Weitere Informationen: Shuang Li et al., „Chiral bifacial non-fullerene acceptors with chiral-induced spin selectivity: an isochiral strategy to improve the performance of organic solar cells“, *Angewandte Chemie International Edition* (2025). Zeitschrifteninformationen: Angewandte Chemie International Edition