BB1117-3.3

   有機太陽能電池中的電流

   在光伏器件中,光生激子的解離產生自由電荷,電荷的定向移動進而產生光電流。光電流對電荷產生率具有依賴關系,根據(jù)光電流產生的機制,可進行器件光電流公式的推導。在理想有機太陽能電池器件中,即在沒有復合和空間電荷產生的情況下,光電流可作為光生自由載流子的直接測試手段。此時,器件的內部電場,是外加電壓。是開路電壓,L是活性層厚度。空穴的光電流可表示是空穴的遷移率;`是光生空穴的密度,在穩(wěn)態(tài)下,可由壽命t和光生電荷的產生率表示為單位電荷電量。在長壽命載流子情況下(即很少或者沒有復合),所有的光生載流子在復合之前就離開器件,它們的壽命就等于它們瞬態(tài)穿越器件的時間所以有得通過外部電路的空穴電流為 電子的光生載流子電流有相同的表達式。值得注意的是,與理想pn結太陽能電池中耗盡區(qū)電流相同。由于有機活性層的厚度很小,為基礎的電流表達式僅僅考慮了相當于pn結中耗盡區(qū)產生的電

流。根據(jù)公式⒁⑸,在光生載流子的產生率為常數(shù)時,光生載流子電流與電壓無關,與光生載流子產生率和有機層厚度成正比。同時,給出的理想情況下的光電流不隨電子或者空穴的遷移率變化。