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有机太阳能器件中的光电流有多种情形

发布时间:2019/4/14 17:49:55 访问次数:86

    BB11174

  

   在实际情况下,有机太阳能器件中的光电流有多种情形:①在电压较高时,可以忽略扩散电流;同时,由于电荷复合的时间可延长到毫秒量级,而空穴在短路情况下的瞬态穿越时间通常为微秒量级,远远大于复合时间,因此可认为自由电荷再次复合的概率为0,公式←③适用。②在低电压下,器件中的电流以扩散电流为主,如果同时认为激子解离成自由电荷的速率为1,并忽略激子到基态的衰减,gCz是饱和电流,是外加电压,炻是波尔兹曼常数,Γ是温度。是理想情况下,光生载流子产生率为常,在低电压下以扩散为主导的光生空穴电流公式。③实际情况中,较高电压下,器件扩散电流可以忽略,而激子的解离速率和衰减速率需要同时考虑c也就是说不是所有的光生载流子(CMAx)都可以解离为自由电荷。CM恣解离为自由电荷的多少受场强和温度影响,Pf玑马是在给体和受体界面束缚电子空穴对解离的概率。在迁移率低的材料中,光生自由电荷可用0nsager原理来解释。Onsager原理认为,束缚的电子空穴对的解离,是在外加电场与电子空穴对的有效库仑结合能同时存在下的扩散型希朗运动。解离的效率依赖于电荷对之间的初始距离和外加电场强度。Braun对此机制做了重要增补:认为束缚电子空穴对具有有限的寿命,当激子在给体/受体界面解离形成束缚电子空穴对后,存在两种相反的过程,即它们可以以速率炻衰减到基态,也可以以场强依赖的速率炻分离成自由电荷。分离后,自由电荷又可以速率钣再次形成束缚对。继而,在寿命期间,被再次束缚在一起的自由电荷对可再次解离。在Braun模式下,束缚电荷对解离为自由电荷的概率可表示为是同时考虑激子解离成自由电荷的速率(炀)和激子衰减到基态的速率(KF)时光生自由电荷的概率,其中的凡与外加电场有关,而KF是温度的函数。


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