Les films minces, sont principalement utilisés dans les cellules solaires en polymère. Ils sont composés de polymères et de fullerènes ( en forme de ballons de football)  entièrement composés de carbone.

Les cellules en polymère sont d’un intérêt particulier pour l’électronique de faible puissance comme les réseaux de capteurs sans fil autonomes qui permettent de saisir des données dans des environnements difficiles.

Les mélanges de fullerènes/polymères sont légers, peu coûteux, flexibles, personnalisables au niveau moléculaire et relativement respectueux de l’environnement. Mais les cellules actuelles en polymère n’offrent qu’un tiers de l’efficacité des autres matériaux capteurs d’énergie et sont très instables. 

Les chercheurs de l’Imperial College ont réalisé à l’Institut Laue Langevin ( Grenoble) des études de réflectométrie neutronique pour enlever des couches de ces films minces afin de voir ce qui arrive séparément au fullerène et aux polymères, à résolution atomique, sur toute leur profondeur.

Les expériences ont montré que les “ballons de football” restent uniformément répartis à travers la couche. Elles ont montré que la stabilisation des films est provoquée par une forme de photo-réticulation des fullerènes. Le processus donne une plus grande intégrité structurelle aux films qui deviennent facilement stables avec des quantités infimes de fullerène.

Cette  découverte permettrait de créer des couches beaucoup plus minces stables, avec un meilleur rendement et une durée de vie plus longue.

Les chercheurs ont pu gérer l’auto-assemblage des fullerènes en schémas connectés définis et en schémas déconnectés, à la demande, simplement en chauffant le film jusqu’à ce qu’il commence à ramollir. Cet outil peu coûteux permettrait l’impression 3D de circuits à films minces, mais aussi la schématisation de capteurs ou d’échafaudages biomédicaux. Les chercheurs cherchera à transposer les résultats à des polymères conjugués et à des dérivés de fullerènes, plus communs dans les films commerciaux et les revêtements en couches minces industriels.