非富勒烯有机太阳能电池中能量转移过程先于电荷生成的高效条件
材料科学
2023-11-30 v2 化学物理
摘要
最小驱动力策略被用于促进有机太阳能电池(OSCs)中的激子解离，而不显著损失开路电压。然而，该策略往往促进从给体到受体的Förster共振能量转移(FRET)，这一后果直到最近才被普遍忽视。尽管该课题已有进展报道，但电荷转移(CT)态结合能与驱动力之间的关联仍不清楚，尤其在存在D-A FRET的情况下。为解决此问题，我们采用动力学方法对使用非富勒烯受体的十种不同D/A共混物的电荷分离进行建模。该模型考虑了FRET对光致发光(PL)猝灭效率的影响。它成功预测了这些共混物中D或A光激发下测得的PL猝灭效率，包括D-A FRET过程相关的那些体系。此外，该模型的应用得以量化与电荷转移和能量转移相关的猝灭损失份额。我们推导了控制激子解离的基本关系，证明了Marcus反转区、激子寿命以及尤其是CT态驱动力与结合能之间的关联所起的关键作用。基于这些发现，我们提出了在存在D-A FRET时最大化OSCs猝灭效率并最小化能量损失的策略。
引用
@article{arxiv.2311.03945,
title = {Conditions for efficient charge generation preceded by energy transfer process in non-fullerene organic solar cells},
author = {L. Benatto and C. A. M. Moraes and G. Candiotto and K. R. A. Sousa and J. P. A. Souza and L. S. Roman and M. Koehler},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.03945},
year = {2023}
}
备注
44 pages, 10 figures, 3 tables