Когерентный перенос электронных возбуждений в органических солнечных элементах
Бендерский В.А., Кац Е.И.

Поступила в редакцию: 16 Февраля 2018

DOI: 10.1134/S0044451018090213

PDF (354.9K)

Обсуждаются механизмы образования и когерентного переноса свободных и связанных электронных возбужденных состояний в органических солнечных элементах. В модели фотоэлемента - одномерной цепочке из фоточувствительных молекул, находящихся в однородном электрическом поле p-n-перехода, - найдены собственные значения энергии и собственные функции молекулярных экситонов, экситонов с переносом заряда (ЭПЗ) и электронно-дырочных пар. Предполагается доминирование процессов переноса между соседними узлами при кулоновской связи электрона и дырки, составляющих ЭПЗ. С уменьшением энергии кулоновской связи волновые функции ЭПЗ становятся суперпозицией локализованных функций увеличивающегося числа узлов. При этом время распада, обусловленное независимыми переходами электрона и дырки, становится меньше времени переноса ЭПЗ как целого. Показано, что автоионизация молекулярных экситонов и ЭПЗ малого радиуса в сильном электрическом поле наноразмерной цепочки вызывает смешивание состояний этих экситонов, а также электронно-дырочных пар, что значительно увеличивает квантовый выход фотоэффекта.