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黑格巨作：本體異質(zhì)結(jié)太陽能電池: Understanding the Mechanism of Operation
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先進(jìn)材料25周年紀(jì)念篇、、國際有機(jī)太陽能大師，2000年諾貝爾獎得主黑格（Alan J. Heeger）巨作（25th Anniversary Article: Bulk Heterojunction Solar Cells: Understanding the Mechanism of Operation），介紹本體異質(zhì)結(jié)太陽能電池基本機(jī)制。講解一些有關(guān)有機(jī)太陽電池的基本知識，對于初學(xué)者很有幫助！ The status of understanding of the operation of bulk heterojunction (BHJ) solar cells is reviewed. Because the carrier photoexcitation recombination lengths are typically 10 nm in these disordered materials, the length scale for self-assembly must be of order 10–20 nm. Experiments have verifi ed the existence of the BHJ nanostructure, but the morphology remains complex and a limiting factor. Three steps are required for generation of electrical power: i) absorption of photons from the sun; ii) photoinduced charge separation and the generation of mobile carriers; iii) collection of electrons and holes at opposite electrodes. The ultrafast charge transfer process arises from fundamental quantum uncertainty; mobile carriers are directly generated (electrons in the acceptor domains and holes in the donor domains) by the ultrafast charge transfer (≈70%) with ≈30% generated by exciton diffusion to a charge separating heterojunction. Sweep-out of the mobile carriers by the internal field prior to recombination is essential for high performance. Bimolecular recombination dominates in materials where the donor and acceptor phases are pure. Impurities degrade performance by introducing Shockly–Read–Hall decay. The review concludes with a summary of the problems to be solved to achieve the predicted power conversion effi ciencies of >20% for a single cell. 圖片1.jpg |
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