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通过差分充电技术量化有机太阳能电池中的载流子密度

DOI：10.1063/1.5122709 期刊：AIP Advances 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 准确测定光照条件下有机太阳能电池中的载流子密度至关重要，因为载流子密度直接关系到电池的双分子复合速率和开路电压。我们研究了瞬态光电压/光电流（TPV/C）和阻抗谱（IS）在量化载流子密度时对电池几何电容（Cgeo）干扰的鲁棒性。对于几何电容较小的体异质结电池，TPV/C和IS能准确测定其载流子密度；而对于几何电容占比较大的平面异质结电池，IS无法区分有机层与电极中的载流子。相比之下，TPV/C消除了Cgeo的影响，能合理估算平面异质结有机层中的载流子密度，表明TPV/C对电池几何电容干扰的鲁棒性优于IS。
作者： Kyohei Nakano，Yujiao Chen，Keisuke Tajima
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究瞬态光电压/电流（TPV/C）和阻抗谱（IS）技术在光照条件下量化有机太阳能电池中载流子密度的稳健性，特别是在存在几何电容干扰的情况下。

研究成果

TPV/C比IS更适合量化有机太阳能电池中的载流子密度，尤其在具有显著几何电容贡献的PHJ结构中。准确估算载流子密度、寿命及分布对于理解给体/受体界面结构与载流子复合动力学之间的关联至关重要。

研究不足

该研究强调了对于具有较大几何电容贡献的平面异质结(PHJ)电池，阻抗谱(IS)技术在区分有机层与电极中载流子时存在的困难。阻抗谱中等效电路拟合的误差会影响载流子密度和寿命测量结果的准确性。

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