Modeling photocurrent action spectra of photovoltaic devices based on organic thin films

光电流 材料科学 激子 光电导性 薄膜 异质结 光电子学 富勒烯 椭圆偏振法 化学 纳米技术 凝聚态物理 物理 有机化学
作者
Leif A. A. Pettersson,Lucimara S. Roman,Olle Inganäs
出处
期刊:Journal of Applied Physics [American Institute of Physics]
卷期号:86 (1): 487-496 被引量:1550
标识
DOI:10.1063/1.370757
摘要

We have modeled experimental short-circuit photocurrent action spectra of poly(3-(4′-(1″,4″,7″-trioxaoctyl)phenyl)thiophene) (PEOPT)/fullerene (C60) thin film heterojunction photovoltaic devices. Modeling was based on the assumption that the photocurrent generation process is the result of the creation and diffusion of photogenerated species (excitons), which are dissociated by charge transfer at the PEOPT/C60 interface. The internal optical electric field distribution inside the devices was calculated with the use of complex indices of refraction and layer thickness of the materials as determined by spectroscopic ellipsometry. Contributions to the photocurrent from optical absorption in polymer and fullerene layers were both necessary to model the experimental photocurrent action spectra. We obtained values for the exciton diffusion range of 4.7 and 7.7 nm for PEOPT and C60, respectively. The calculated internal optical electric field distribution and resulting photocurrent action spectra were used in order to study the influence of the geometrical structure with respect to the efficiency of the thin film devices. In this way the photocurrent was optimized.
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