Plastic zonnecel gebaat bij beetje chaos

Stanford-onderzoekers hebben uitgevogeld dat plastics het beste geleiden als zij zijn opgebouwd uit zeer kleine, onderling verbonden kristallijnen domeinen. Deze conclusie spreekt de lang voor waar aangenomen intuïtie tegen dat de beste geleiding voortvloeit uit een ordening die zoveel mogelijk op een kristal lijkt. Deze kennis is zeer waardevol voor bijvoorbeeld het ontwerp van organische zonnecellen.

Verschillende researchgroepen waren al voor een raadsel komen te staan toen zij moesten constateren dat het ’kristallijner‘ maken van polymeren niet of nauwelijks hun elektrische geleiding verbeterde. Sterker, er doken de laatste tijd juist steeds meer voorbeelden in de literatuur op van ogenschijnlijk ’chaotische‘ verbindingen die toch uitstekend geleidden.

Volgens de Stanford-onderzoekers komt dat door kristallijnen domeinen die zo klein zijn dat ze tot nu toe niet konden worden waargenomen. Pas toen de Amerikanen er een zeer verfijnde röntgenanalysetechniek op loslieten, wisten zij het bestaan ervan aannemelijk te maken. Zolang deze eilandjes niet groter dan een paar moleculen dik zijn, kunnen elektronen relatief eenvoudig eiland-hoppen via de polymeerstrengen. Grotere domeinen delen al snel geen polymeerstreng meer, waardoor de bewegingsvrijheid van elektronen wordt beknot.