😮 Rejoignez nos [ 6.000 abonnés ]
Comment réduire sa facture d'énergie ? [ gratuit ]
lundi, septembre 7, 2026
  • Connexion
Enerzine.com
  • Accueil
  • Energie
    • Electricité
    • Marché Energie
    • Nucléaire
    • Pétrole
    • Gaz
    • Charbon
  • Renouvelable
    • Biogaz
    • Biomasse
    • Eolien
    • Géothermie
    • Hydro
    • Hydrogène
    • Solaire
  • Technologie
    • Batterie
    • Intelligence artificielle
    • Matériaux
    • Quantique
    • Recherche
    • Robotique
    • Autres
      • Chaleur
      • Communication
      • Fusion
      • Graphène
      • Impression
      • Industrie énergie
      • Industrie technologie
      • Laser
      • Nanotechnologie
      • Optique
  • Environnement
    • Carbone
    • Circulaire
    • Climat
    • Déchets
    • Durable
    • Risques
    • Santé
  • Mobilité
    • Aérien
    • Infrastructure
    • Logistique
    • Maritime
    • Spatial
    • Terrestre
  • Habitat
  • Insolite
  • GuideElectro
    • Sommaire
    • Maison
    • Chauffage
    • Bricolage
    • Jardin
    • Domotique
    • Autres
      • Isolations
      • Eclairage
      • Nomade
      • Loisir
      • Compostage
      • Médical
  • LaboFUN
    • Science
    • Lévitation
    • Globe
Aucun résultat
Voir tous les résultats
  • Accueil
  • Energie
    • Electricité
    • Marché Energie
    • Nucléaire
    • Pétrole
    • Gaz
    • Charbon
  • Renouvelable
    • Biogaz
    • Biomasse
    • Eolien
    • Géothermie
    • Hydro
    • Hydrogène
    • Solaire
  • Technologie
    • Batterie
    • Intelligence artificielle
    • Matériaux
    • Quantique
    • Recherche
    • Robotique
    • Autres
      • Chaleur
      • Communication
      • Fusion
      • Graphène
      • Impression
      • Industrie énergie
      • Industrie technologie
      • Laser
      • Nanotechnologie
      • Optique
  • Environnement
    • Carbone
    • Circulaire
    • Climat
    • Déchets
    • Durable
    • Risques
    • Santé
  • Mobilité
    • Aérien
    • Infrastructure
    • Logistique
    • Maritime
    • Spatial
    • Terrestre
  • Habitat
  • Insolite
  • GuideElectro
    • Sommaire
    • Maison
    • Chauffage
    • Bricolage
    • Jardin
    • Domotique
    • Autres
      • Isolations
      • Eclairage
      • Nomade
      • Loisir
      • Compostage
      • Médical
  • LaboFUN
    • Science
    • Lévitation
    • Globe
Aucun résultat
Voir tous les résultats
Enerzine.com
Aucun résultat
Voir tous les résultats
Depending on the solvent, TISQ spontaneously organizes into nanoparticle-like J-type or nanofiber-like H-type aggregates

Selon le solvant utilisé, le TISQ s'organise spontanément en agrégats de type J, semblables à des nanoparticules, ou de type H, semblables à des nanofibres, chacun présentant des comportements électroniques différents.   (Crédit : Université métropolitaine d'Osaka)

Auto-assemblage moléculaire : une voie rapide vers des cellules solaires organiques plus efficaces

par La rédaction
22 janvier 2026
en Renouvelable, Solaire

Des scientifiques de l’Université métropolitaine d’Osaka ont créé une molécule qui forme naturellement des jonctions p/n, des structures vitales pour convertir la lumière du soleil en électricité. Leurs découvertes offrent une voie prometteuse pour produire des cellules solaires organiques à couche mince plus efficaces.

Les cellules solaires convertissent directement la lumière du soleil en électricité. Dans chaque cellule, deux semi-conducteurs – de type p et de type n – forment une jonction p/n, où l’effet photovoltaïque effectue la conversion.

Les cellules solaires organiques à couche mince utilisent des semi-conducteurs à base de carbone au lieu du silicium traditionnel, ce qui les rend légères, flexibles et économiques. Elles peuvent être intégrées à des encres pour être imprimées sur des surfaces du quotidien comme les films pour fenêtres ou même les vêtements. Leur efficacité, cependant, reste inférieure à celle des cellules solaires au silicium conventionnelles.

Atteindre des performances élevées dépend de manière cruciale de la création d’une interface optimale entre les matériaux de type p et de type n. Les cellules solaires organiques sont connues pour leurs propriétés électroniques ajustables, permettant aux chercheurs de modifier leur alignement et leur morphologie pour améliorer l’interface ; cependant, les régler de manière optimale reste un défi.

« La « hétérojonction p/n » doit être précisément ajustée pour permettre la séparation rapide et le transport des charges générées lorsque la lumière est absorbée », a expliqué Takeshi Maeda, professeur associé à la Graduate School of Engineering de l’Université métropolitaine d’Osaka et auteur principal de l’étude.

Retrouvez facilement Enerzine dans les actualités Google. G Ajouter Enerzine

« Traditionnellement, les interfaces sont créées en mélangeant physiquement des molécules de type p et de type n », a-t-il poursuivi. « Mais même de subtils changements dans les conditions de traitement peuvent conduire à un mélange incohérent, des structures instables et une réduction des performances des dispositifs. »

Pour relever ces défis, une stratégie alternative a été activement explorée dans laquelle les composants semi-conducteurs de type p et de type n sont intégrés au sein d’une seule molécule, permettant à des hétérojonctions p/n à l’échelle nanométrique de se former uniquement par auto-assemblage moléculaire. Cependant, l’auto-assemblage de molécules uniques est intrinsèquement complexe. De petites différences de solvant ou de température peuvent donner naissance à de multiples structures agrégées concurrentes, rendant difficile l’obtention fiable d’hétérojonctions p/n nanométriques bien définies et optimales.

Dans ce contexte, l’équipe s’est concentrée sur le contrôle de l’auto-assemblage moléculaire pour former sélectivement une hétérojonction p/n nanométrique bien définie à partir d’un système moléculaire unique.

Ils ont conçu une molécule donneur–accepteur–donneur, appelée TISQ, qui intègre un segment de type p à base de squaraine (donneur) et un segment de type n à base de diimide de naphtalène (accepteur) au sein d’une seule molécule. Liés par des groupes amides qui favorisent la liaison hydrogène, TISQ peut s’auto-assembler spontanément en structures nanométriques distinctes, offrant potentiellement une voie plus stable vers des hétérojonctions p/n intégrées.

« Nous avons découvert que TISQ forme soit des agrégats de type J, soit de type H selon le solvant. Les deux montrent des comportements électroniques différents, notamment dans la façon dont ils transportent efficacement les charges lorsque la lumière les frappe », a déclaré Maeda.

Dans les solvants polaires, TISQ forme des agrégats de type J semblables à des nanoparticules via un processus de nucléation–élongation coopératif. Dans les solvants à faible polarité, il s’assemble en agrégats fibreux de type H via un mécanisme isodésmique, ou étape par étape.

Les mesures ont montré que les agrégats de type J présentent une réponse photocurrent presque double de celle des agrégats de type H.

Pour tester l’applicabilité aux dispositifs, l’équipe a fabriqué des cellules solaires organiques à couche mince incorporant TISQ comme matériau photoactif à un seul composant. Il a été démontré que la molécule forme des hétérojonctions p/n à l’échelle nanométrique par auto-assemblage, mettant en lumière la faisabilité de conceptions moléculaires qui s’organisent de manière autonome en structures électroniques fonctionnelles.

« Cette approche ascendante fournit une plateforme pour explorer comment l’auto-organisation moléculaire peut être traduite en fonctionnalité électronique, y compris pour les cellules solaires organiques et une large gamme de dispositifs optoélectroniques organiques, des photodétecteurs aux systèmes de collecte de lumière », a souligné Maeda.

Bien que l’efficacité de conversion énergétique des cellules fabriquées reste faible et nécessitera des recherches supplémentaires avant une application pratique, l’étude démontre comment les différences dans les structures d’hétérojonction p/n auto-assemblées à l’échelle nanométrique influencent directement la réponse photocurrent dans un système à un seul composant.

« Notre priorité est de développer des stratégies de conception moléculaire qui utilisent l’auto-assemblage pour connecter les structures d’hétérojonction p/n nanométriques avec les réponses photoélectroniques dans des systèmes organiques à un seul composant », a révélé Maeda. « En approfondissant cette compréhension structure–fonction, nous visons à élargir l’espace de conception des cellules solaires organiques à couche mince et des matériaux optoélectroniques apparentés. »

Article : Solvent-Controlled Supramolecular Polymerization and Morphology-Depended Photoconductivity Modulation in a Squaraine-Naphthalene Diimide-Squaraine Bulk p/n Heterojunction – Journal : Angewandte Chemie International Edition – Méthode : Experimental study – DOI : Lien vers l’étude

Source : Osaka U.

Partager l'article avec :
  WhatsApp   LinkedIn   Facebook   Telegram   Email
Tags: autoassemblagejonctionmoleculephotovoltaïque
Article précédent

Une nouvelle méthode plus propre pour produire cet engrais courant

Article suivant

Des chercheurs publient le premier manuel d’ingénierie structurelle dédié au bambou

La rédaction

La rédaction

Enerzine.com propose une couverture approfondie des innovations technologiques et scientifiques, avec un accent particulier sur : - Les énergies renouvelables et le stockage énergétique - Les avancées en matière de mobilité et transport - Les découvertes scientifiques environnementales - Les innovations technologiques - Les solutions pour l'habitat Les articles sont rédigés avec un souci du détail technique tout en restant accessibles, couvrant aussi bien l'actualité immédiate que des analyses. La ligne éditoriale se concentre particulièrement sur les innovations et les avancées technologiques qui façonnent notre futur énergétique et environnemental, avec une attention particulière portée aux solutions durables et aux développements scientifiques majeurs.

A lire également

Système énergétique hybride : un toit pour l’électricité, le chauffage et le refroidissement
Solaire

Système énergétique hybride : un toit pour l’électricité, le chauffage et le refroidissement

il y a 1 jour
Parc photovoltaïque au sol : ce qu’un bail emphytéotique rapporte réellement au propriétaire foncier
Solaire

Parc photovoltaïque au sol : ce qu’un bail emphytéotique rapporte réellement au propriétaire foncier

il y a 4 jours
Wind turbines could have climate impacts. Photo: Hereon/Sabine Billerbeck
Eolien

Les parcs éoliens offshore pourraient modifier les régimes de précipitations

il y a 5 jours
Portugal : les renouvelables progressent, le gaz reste indispensable
Renouvelable

Portugal : les renouvelables progressent, le gaz reste indispensable

il y a 6 jours
Hydrolienne Mobula 5 : essais en mer réussis aux Pays-Bas
Hydro

Hydrolienne Mobula 5 : essais en mer réussis aux Pays-Bas

il y a 1 semaine
Égypte : mise en service de la plus grande centrale hybride d'Afrique
Solaire

Égypte : mise en service de la plus grande centrale hybride d’Afrique

il y a 1 semaine
Énergie houlomotrice : Eco Wave Power démarre à Porto
Hydro

Énergie houlomotrice : Eco Wave Power démarre à Porto

il y a 2 semaines
Tesla abandonne le Solar Roof et recentre sa stratégie sur les panneaux
Solaire

Tesla abandonne le Solar Roof et recentre sa stratégie sur les panneaux

il y a 2 semaines
Plus d'articles
Article suivant
Bamboo Toll booth in Columbia. Credit: Dr David Trujillo/University of Warwick

Des chercheurs publient le premier manuel d'ingénierie structurelle dédié au bambou

Piscine, bien choisir, s'équiper et entretenir son bassin

Piscine, bien choisir, s'équiper et entretenir son bassin

USA Rare Earth s’implante en France avec une usine stratégique à Lacq

USA Rare Earth s’implante en France avec une usine stratégique à Lacq

Laisser un commentaire Annuler la réponse

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

Newsletter

Recevez les derniers articles dans votre messagerie 📩

Veuillez confirmer votre abonnement !
Certains champs sont manquants ou incorrects !

Vous avez aimé

  • Changement d’heure hiver 2026 : date, heure et conséquences pratiques

    Changement d’heure hiver 2026 : date, heure et conséquences pratiques

    40 partages
    Partage 16 Tweet 10
  • Panneau de signalisation routière : connaissez vous les P-33 et P-35 en Espagne ?

    16 partages
    Partage 6 Tweet 4
  • Matière noire : ces signaux expérimentaux qui relancent le mystère cosmique

    8 partages
    Partage 3 Tweet 2
  • Renault Scénic E-Tech electric : évolutions techniques et autonomie relevée

    4 partages
    Partage 2 Tweet 1
  • Les parcs éoliens offshore pourraient modifier les régimes de précipitations

    3 partages
    Partage 1 Tweet 1

Tendance

Granulés ou bûches : quel combustible chauffe réellement le plus pour votre argent ?
Habitat

Granulés ou bûches : quel combustible chauffe réellement le plus pour votre argent ?

par La rédaction
7 septembre 2026
0

À l’approche de chaque saison froide, la même comparaison revient dans les foyers équipés d’un poêle ou...

A new oscillating triboelectric nanogenerator developed by Professor Xudong Wang and postdoctoral scholar Pengfei Chen c

Des ingénieurs mettent au point un pacemaker capable de s’alimenter lui-même

7 septembre 2026
Ce cookie est né d’une bouteille en plastique

Ce cookie est né d’une bouteille en plastique

7 septembre 2026
La défense naturelle qui pourrait aider les villes à vaincre la chaleur extrême

La défense naturelle qui pourrait aider les villes à vaincre la chaleur extrême

7 septembre 2026
Diraq dévoile sa feuille de route vers des millions de qubits

Diraq dévoile sa feuille de route vers des millions de qubits

7 septembre 2026

Points forts

La défense naturelle qui pourrait aider les villes à vaincre la chaleur extrême

Diraq dévoile sa feuille de route vers des millions de qubits

Fusion nucléaire : Eni vise une centrale en Europe avant 2040

Une nouvelle imprimante holographique crée des formes 3D, creux compris, en une seule prise

Sim swapping : l’arnaque qui détourne votre numéro pour vider vos comptes bancaires

Un semi-conducteur effaçable programmé par la lumière

Bibliothèque photos préférée : Depositphotos.com
depositphotos
Enerzine est rémunéré pour les achats éligibles à la plateforme AMAZON

Articles récents

Granulés ou bûches : quel combustible chauffe réellement le plus pour votre argent ?

Granulés ou bûches : quel combustible chauffe réellement le plus pour votre argent ?

7 septembre 2026
A new oscillating triboelectric nanogenerator developed by Professor Xudong Wang and postdoctoral scholar Pengfei Chen c

Des ingénieurs mettent au point un pacemaker capable de s’alimenter lui-même

7 septembre 2026
  • A propos
  • Newsletter
  • Publicité – Digital advertising
  • Mentions légales | CGU | RGPD
  • Contact

© 2026 Enerzine.com

Bienvenue !

Login to your account below

Forgotten Password?

Retrieve your password

Please enter your username or email address to reset your password.

Log In

Contenu original

Osaka Metropolitan University scientists have created a molecule that naturally forms p/n junctions, structures that are vital for converting sunlight into electricity. Their findings offer a promising shortcut to producing more efficient organic thin-film solar cells.

Solar cells convert sunlight directly into electricity. Within each cell, two semiconductors — p-type and n-type — form a p/n junction, where the photovoltaic effect performs the conversion.

Organic thin-film solar cells use carbon-based semiconductors instead of the traditional silicon, making them lightweight, flexible, and economical. They can be incorporated into inks for printing on everyday surfaces such as window films and even clothing. Their efficiency, however, still lags behind that of conventional silicon solar cells.

Achieving high performance depends critically on creating an optimal interface between the p-type and n-type materials. Organic solar cells are known for their tunable electronic properties, allowing researchers to change their alignment and morphology to improve the interface; however, optimally tuning them remains challenging.

“The ‘p/n heterojunction’ must be precisely tuned to enable the rapid separation and transport of charges generated when light is absorbed,” said Takeshi Maeda, associate professor at Graduate School of Engineering, Osaka Metropolitan University, and lead author of the study.

“Traditionally, the interfaces are created by physically mixing p-type and n-type molecules,” he continued. “But even subtle changes in processing conditions can lead to inconsistent mixing, unstable structures, and reduced device performance.”

To address these challenges, an alternative strategy has been actively explored in which p-type and n-type semiconductor components are integrated within a single molecule, allowing nanoscale p/n heterojunctions to be formed solely through molecular self-assembly. However, self-assembly of single molecules is inherently complex. Small differences in solvent or temperature can give rise to multiple competing aggregate structures, making it difficult to reliably obtain well-defined and optimal nanoscale p/n heterojunctions.

Against this background, the team focused on controlling molecular self-assembly to selectively form a well-defined nanoscale p/n heterojunction from a single molecular system.

They designed a donor–acceptor–donor molecule, called TISQ, that integrates a squaraine-based p-type segment (donor) and a naphthalene diimide n-type segment (acceptor) within a single molecule. Linked by amide groups that promote hydrogen bonding, TISQ can spontaneously self-assemble into distinct nanoscale structures, potentially offering a more stable route to built-in p/n heterojunctions.

“We found that TISQ forms either J-type or H-type aggregates depending on the solvent. Both show different electronic behaviors, especially in how efficiently they transport charges when light hits them,” Maeda said.

In polar solvents, TISQ forms nanoparticle-like J-type aggregates through a cooperative nucleation–elongation process. In low-polarity solvents, it assembles into fibrous H-type aggregates via an isodesmic, or stepwise, mechanism.

Measurements showed that J-type aggregates exhibit nearly double the photocurrent response of H-type aggregates.

To test device applicability, the team fabricated organic thin-film solar cells incorporating TISQ as a single-component photoactive material. The molecule was shown to form nanoscale p/n heterojunctions through self-assembly, highlighting the feasibility of molecular designs that autonomously organize into functional electronic structures.

“This bottom-up approach provides a platform for exploring how molecular self-organization can be translated into electronic functionality, including organic solar cells and a wide range of organic optoelectronic devices, from photodetectors to light-harvesting systems,” Maeda said.

While the power conversion efficiency of the fabricated cells remains low and will require further research before it can be practically applied, the study demonstrates how differences in self-assembled nanoscale p/n heterojunction structures directly influence the photocurrent response in a single-component system.

“Our focus is on developing molecular design strategies that use self-assembly to connect nanoscale p/n heterojunction structures with photoelectronic responses in single-component organic systems,” Maeda said. “By deepening this structure–function understanding, we aim to broaden the design space of organic thin-film solar cells and related optoelectronic materials.”

The study was published in Angewandte Chemie International Edition.

###

About OMU

Established in Osaka as one of the largest public universities in Japan, Osaka Metropolitan University is committed to shaping the future of society through the “Convergence of Knowledge” and the promotion of world-class research. For more research news, visit https://www.omu.ac.jp/en/ and follow us on social media: X, Facebook, Instagram, LinkedIn.

Journal

Angewandte Chemie International Edition

DOI

10.1002/anie.202516556

Method of Research

Experimental study

Article Title

Solvent-Controlled Supramolecular Polymerization and Morphology-Depended Photoconductivity Modulation in a Squaraine-Naphthalene Diimide-Squaraine Bulk p/n Heterojunction

Article Publication Date

6-Nov-2025

COI Statement

The authors declare no conflict of interest.

◢
Recevez l’essentiel de l’énergie et de l’innovation Choisissez votre rythme de lecture
Fréquence de réception

En vous inscrivant, vous acceptez notre politique de confidentialité.

Aucun résultat
Voir tous les résultats
  • Accueil
  • Energie
  • Renouvelable
  • Technologie
  • Environnement
  • Mobilité
  • Habitat
  • Insolite
  • Guide
  • Labo

© 2026 Enerzine.com