Origin of Photovoltaics in Organic Solar Cells at Negligible Energy Level Offsets─An Insight of the Charge Accumulation Effect

有机太阳能电池 载流子 光伏 光伏系统 有机半导体 电子迁移率 位移电流 光电子学 电子 半导体 电荷(物理) 材料科学 电压 化学物理 化学 物理 电气工程 工程类 量子力学
作者
Jianqiao Wang,Liang Han,Feng He,Yuguang Ma
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry Letters [American Chemical Society]
卷期号:13 (44): 10404-10408 被引量:2
标识
DOI:10.1021/acs.jpclett.2c02742
摘要

Reducing the energy level offset is one of the key elements of low open-circuit voltage loss in organic solar cells. However, the origin of charge separation driving force at negligible energy level offsets still remains unexplained. Herein, from the perspective of built-in potential caused by charge accumulation, we discuss the nonequilibrium energy level displacement as current passing with distinct variable current densities. Due to the different carrier mobilities of electrons and holes in organic semiconductor materials, carriers with high mobility will be rapidly transmitted to the electrode, while those with low mobility will remain in the materials, resulting in the accumulation of corresponding charges. It is suggested that the higher the carrier mobility, the better the efficiency of photovoltaic devices, with the balance of the charge transport.
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