前沿透视：有机光伏电池 - 揭示其内在机理

有机太阳能电池（OSCs）具有成本低、重量轻和柔性器件中应用潜力大的优点，引起了广泛的研究兴趣。虽然OSCs在单结器件中的功率转换效率（PCE）已达到16%以上，但是这个数值比硅基单结太阳能电池的数值要低。香港大学陈冠华教授等人报道了一种在开放的量子系统中使用创新的量子力学计算方法，通过结合时间依赖密度泛函紧束缚开放系统（TDDFTB-OS）和Ehrenfest分子动力学（MD），实时的观察了有机光伏电池（OPC）中电子-空穴对的产生、迁移和解离、电子和空穴的传输以及电流的产生。利用Ehrenfest动力学研究了噻吩：富勒烯堆栈（thiophene: fullerene stacks）分子的光激发，并结合时间依赖的密度泛函紧束缚方法。实验结果表明，电子-空穴对在供体中产生，随后向供体-受体界面的迁移。在界面处，电子从噻吩的最低未占据分子轨道（LUMOs）转移到富勒烯的第二LUMOs。而电子和空穴的进一步迁移导致电流的产生。总之，这些发现提供了电子自由度和振动自由度之间相干耦合的实验证据，并有望促进进一步研究电子-空穴对（激子）结合和振动耦合之间的相互作用，从而实现电荷分离和传输。

文献链接：

Revealing generation, migration, and dissociation of electron-hole pairs and current emergence in an organic photovoltaic cell，Science Advances，2021

原文链接：

http://www.cailiaoniu.com/223698.html