BB1117-3.3

   有机太阳能电池中的电流

   在光伏器件中,光生激子的解离产生自由电荷,电荷的定向移动进而产生光电流。光电流对电荷产生率具有依赖关系,根据光电流产生的机制,可进行器件光电流公式的推导。在理想有机太阳能电池器件中,即在没有复合和空间电荷产生的情况下,光电流可作为光生自由载流子的直接测试手段。此时,器件的内部电场,是外加电压。是开路电压,L是活性层厚度。空穴的光电流可表示是空穴的迁移率;`是光生空穴的密度,在稳态下,可由寿命t和光生电荷的产生率表示为单位电荷电量。在长寿命载流子情况下(即很少或者没有复合),所有的光生载流子在复合之前就离开器件,它们的寿命就等于它们瞬态穿越器件的时间所以有得通过外部电路的空穴电流为 电子的光生载流子电流有相同的表达式。值得注意的是,与理想pn结太阳能电池中耗尽区电流相同。由于有机活性层的厚度很小,为基础的电流表达式仅仅考虑了相当于pn结中耗尽区产生的电

流。根据公式⒁⑸,在光生载流子的产生率为常数时,光生载流子电流与电压无关,与光生载流子产生率和有机层厚度成正比。同时,给出的理想情况下的光电流不随电子或者空穴的迁移率变化。