B57916

   fPD是給體的解離能,易4A是受體的電子親和能,凡x激子的能量。也就是說,當激子的能量大于電荷轉移態(tài)的能量時,激子可以順利地解離(圖4.⑾⑶);當激子的能量小于電荷轉移態(tài)的能量時,激子的解離在能量上是不利的(圖4,10(b))。另外,應該指出,這種電荷轉移⒆Tl是光誘導型的,需要光照來產生給體激子,然后能量向受體轉移,形成電荷轉移態(tài)。研究表明,電荷轉移態(tài)中,給體的空穴與受體的電子復合速率小于電荷轉移態(tài)產生速率幾個數量級u叨。因此,在能量有利的界面處,電荷轉移態(tài)的形成是主要過程。

    圖4,10 激子在D/A界面解離的情形

   翠子能量大于電荷轉移態(tài)能量,有利于解離;o)激子的能量小于電荷轉移態(tài)度能量,不利于解離有機分子中,影響激子解離過程的因素很多。在分子固體中,通常認為光生載流子是單線態(tài)激子在電場和熱運動共同作用下解離的結果,解離效率取決于束縛電荷對(激子中)的初始距離和外加電場的強度。經典的假設認為激子解離為自由電荷是單步過程,因為激子進行電荷轉移后,過剩的光能量可以將結合在一起的電子-空穴對在界面處分開,其速率依賴于內建電場的極化效應和自由電荷的態(tài)密度四。此外,在給體、受體混合的薄膜中,界面處形成的界面偶極子有助于激子的解離lsOl。與上述觀點不同,最近有報道指出,激子解離為自由電荷是多步過程,涉及一步或者多步的中間產物:首先形成的是束縛電子-空穴對,體系變?yōu)橐揽繋靵隽κ`的給體正電荷極化子Φolaron)和受體負電荷極化子,亦即基激締合物;隨后,該基激締合物可能克服電子空穴之間的庫侖束縛力進一步解離為自由電荷,也有機會復合,發(fā)出基激締合物的特征光阝ls",它們是相互競爭的過程。另外的研究指出,電荷轉移直接形成的熱載流子的過剩能量主導著束縛電子空穴對的初始距離以及解離效率。在激子的電荷轉移和后繼的解離過程中,界面的作用很重要。由于界面偶極層的存在,在光激發(fā)前可產生部分電荷轉移,從而防止了空穴的反方向轉移,降低了結合在一起的電荷對復的概率。研究發(fā)現,在雙層太陽能電池器件中,與界面電場垂直方向的電偶極子比較容易解離,而且遷移率的巨大差別也有助于激子的解離。