研究发现激子寿命在实现高效有机太阳能电池中的作用

有机光伏技术是由电子供体和电子受体材料代替传统的半导体pn结制成的第三代太阳能电池技术。在过去的几年中，这种替代性太阳能电池技术的性能有了显着提高，就电荷载流子产量(即电流产生)和太阳光谱匹配而言，现在可以与传统的无机太阳能电池相媲美。

有机光伏仍然唯一落后于传统太阳能电池的特征是其可达到的电压(VOC，代表开路电压)。然而，由于电能是电压和电流的乘积，因此有机太阳能电池不良的V OC阻碍了它们的成功商业化。

德国电子和能源技术材料研究所(i-MEET)和希腊国家希腊研究基金会(NHRF)的研究人员一直在研究用于制造有机光伏材料的材料的特定特性，这些特性可以实现更高的效率和可实现的电压。他们的论文发表在《自然能源》上，表明激子寿命长的材料对于创建高效有机太阳能电池特别有希望。

团队的一名研究人员Andrej Classen，最近获得了博士学位。来自i-MEET研究所的研究人员进行了一些研究，探索了有机光伏低V oc背后的物理原理。与经典的光伏技术相反，已知有机材料会形成束缚电荷(即激子)，这需要将驱动力转换为自由电荷并因此发电。

但是，遵守能量定律意味着，虽然高驱动力会促进这种转换，但也会导致较低的V oc。因此，Classen开始怀疑他如何才能减小该驱动力，以最大程度地降低V OC损失，同时仍然能够将激子转换为电。