P3HT/PCBM太阳能电池中的双极极化子对复合
材料科学
2015-12-23 v1
摘要
有机半导体的独特性质使其成为从发光二极管到晶体管等众多应用的多功能基础材料。碳基材料典型的低自旋轨道耦合以及由此产生的长自旋寿命，使得电子自旋对电荷输运产生很大影响，这可用于自旋电子器件或提高太阳能电池效率。磁共振技术尤其有助于阐明半导体中顺磁态的微观结构及其参与的输运过程。然而，在有机器件中，主导的自旋依赖过程的本质仍存在相当大争议。利用多频脉冲电检测磁共振（pEDMR），我们表明P3HT/PCBM太阳能电池在低温下的自旋依赖响应由双极极化子对复合主导，该复合分别涉及P3HT和PCBM中的正、负极化子，从而排除了单极双极化子形成作为该温度区间内自旋依赖电荷转移的主要贡献。此外，确定了极化子-极化子耦合强度以及具有平行和反平行自旋的极化子对的复合时间。我们的结果表明，最近为无机半导体器件开发的pEDMR脉冲序列可以非常成功地转移到有机半导体中自旋和电荷输运的研究，特别是当不同极化子能在光谱上区分时。
引用
@article{arxiv.1505.01411,
title = {Bipolar polaron pair recombination in P3HT/PCBM solar cells},
author = {Alexander J. Kupijai and Konstantin M. Behringer and Michael Corazza and Suren A. Gevorgyan and Frederik C. Krebs and Martin Stutzmann and Martin S. Brandt},
journal= {arXiv preprint arXiv:1505.01411},
year = {2015}
}