縮小有機太陽能電池與其無機和鈣鈦礦對應(yīng)物之間的效率差距需要詳細了解激子解離和電荷分離過程、能量損失機制以及無序效應(yīng)的影響。此外，在兩個或多個分子離域的激發(fā)和局部三重態(tài)所起的作用仍有待明確。為了解決這些問題，亞利桑那大學(xué)Veaceslav Coropceanu、Jean-Luc Brédas將分子動力學(xué)模擬與密度泛函理論計算相結(jié)合，對代表性PM6:Y6混合物中的電荷產(chǎn)生和電荷復(fù)合進行了全面分析，描述了損失機制，并評估了無序?qū)﹄娮舆^程的影響。
本文要點：
1) 該方法允許鑒定Y6準(zhǔn)分子態(tài)，這些態(tài)可以有效地解離成空穴-電子分離距離大于傳統(tǒng)供體：受體界面電荷轉(zhuǎn)移態(tài)的狀態(tài)。在形成Y6扭曲構(gòu)象時會出現(xiàn)低能缺陷態(tài)，這會對Y6的化學(xué)穩(wěn)定性和器件性能產(chǎn)生負(fù)面影響。
2) 研究發(fā)現(xiàn)，通過非對偶復(fù)合形成的局部三重態(tài)可以有效轉(zhuǎn)移回三重CT態(tài)，為最終解離成自由電荷開辟了道路。總之，該工作為PM6:Y6活性層內(nèi)的電荷動力學(xué)提供了寶貴見解。
Saied Md Pratik et.al Analysis of the charge generation and recombination processes in the PM6:Y6 organic solar cell EES 2024
DOI: 10.1039/D4EE03815K
https://doi.org/10.1039/D4EE03815K
