有机半导体材料与器件的光电性质的研究

发布时间：2024-06-13 21:25

　　有机半导体作为一种有前途的且用途广泛的光电材料而备受关注。为了提高有机半导体光电器件的能量转换效率,人们建立了很多研究半导体材料电荷输运的理论模型。这些模型大多都能很好地描述室温下的实验数据。但是,目前哪种模型是正确的仍然是一个悬而未决的问题,尤其是对激子的研究与争论持续不休,而有机光电器件的性能在很大程度上受到激子的限制。因此,本文基于漂移扩散方程、连续性方程和泊松方程建立模型研究了有机半导体材料中的激子解离过程。数值计算的结果表明,在室温下考虑与不考虑激子解离的结果非常相似,但只有引入类氢模型的激子解离模型才能对低温实验数据进行定性的描述。所以在对有机太阳能电池进行建模时,在低温条件下应考虑激子效应,而在常温条件下可忽略激子效应。基于该激子解离模型,本文提出了一个研究激子扩散和离解的统一模型。该模型可以把激子扩散和离解模型作为特殊情况包含在内。此外,它可以定量地解释在不同有机材料的厚度条件下电流特性的实验数据,但是两个经典模型在目前不能定量解释。不仅如此,激子在界面的解离率对有机光电器件的性能有明显影响,而激子的解离率主要由激子结合能决定。然而,激子结合能的计算极具争议,并且实验上...

【文章页数】：167 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图2-2漂移扩散模型计算流程图

为公式（2-19）()iBiiiiiiiqkTvEnmmn(2-19)引入电流密度定义J=nqv，则公式（2-19）进化为公式（2-20）形式，2()iBiiiiiinqqkTJEnmm(2-20)引入迁移率定义：/iiiqm，公式（2-20）将进化为公式（2-21）形式：()i....

图2-3直接复合模型示意图[189]

电子科技大学博士学位论文22种复合又被称作双分子（Bimolecular）复合，是因为这种复合只能发生在电子和空穴这两种自由载流子之间（见图2-3[189]）。但是，通过直接复合推导得到的理想因子nID=1，而实验所得到的暗电流理想因子nID>1，这就说明在半导体材料中不仅仅只存....

图2-4体异质结有机太阳电池的间接复合示意图[195]

第二章有机半导体材料的基本输运模型23图2-4体异质结有机太阳电池的间接复合示意图[195]间接复合率的表达形式由Shockley-Read-Hall（SRH）方程（见公式（2-39））给出[193,194]。因此，在间接复合模型中陷阱能级的位置决定了整个复合难易情况。以上分析表....

图3-1Kasha等人对激子的分类定义[201]

电子科技大学博士学位论文28第三章有机半导体材料激子特性研究3.1激子简介激子，最早出现于1960年[200]，被定义为“激子描述蛋白质中残基的激发态，激发通过原始激发位点与其邻近位置之间的静电或电磁耦合从蛋白质晶格的一部分漫游到另一部分。”但是，该文并未引起重视。之后，Kash....

本文编号：3993661