En la búsqueda de un transporte de energía y una generación de corriente eléctrica eficientes, es esencial comprender cómo viajan los portadores de energía a través de dispositivos optoelectrónicos y fotovoltaicos. Estos portadores no son electrones por sí solos. Cuando un electrón se excita, su promoción en energía deja tras de sí una ausencia de carga negativa o, en otras palabras, un “hueco” cuasi-positivo. El electrón y el hueco se enlazan, formando lo que se conoce como un excitón; el verdadero portador de energía potencial dentro del material. Para convertir esta energía en corriente eléctrica, es necesario separar de nuevo el electrón y el hueco. Conseguir una “separación de carga” eficiente es un proceso crítico a optimizar en los materiales emergentes.
Sin embargo, no todos los excitones logran generar corriente. En algunos casos, el electrón pierde energía al volver a llenar el hueco, produciendo un fotón, en un proceso llamado recombinación. Estos son conocidos como excitones brillantes, ya que la emisión de fotones da lugar a la fotoluminiscencia. Otros excitones, sin embargo, tienen una configuración específica que, según las reglas de la mecánica cuántica, es incompatible con la recombinación. Debido a que no emiten fotones fácilmente, se conocen como excitones oscuros. La ausencia de recombinación les proporciona más tiempo para desplazarse a través del dispositivo, aumentando sus posibilidades de llegar a un electrodo y generar corriente eléctrica mediante la separación de carga.
