Εξειδίκευση τύπου :	Άρθρο σε επιστημονικό περιοδικό
Τίτλος:	The role of exciton lifetime for charge generation in organic solar cells at negligible energy-level offsets
Δημιουργός/Συγγραφέας:	Classen, Andrej [EL] Χώχος, Χρήστος[EN] Chochos, Christos Lüer, Larry [EL] Γρηγορίου, Βασίλης Γ.[EN] Gregoriou, Vasilis G. Wortmann, Jonas Osvet, Andres Forberich, Karen McCulloch, Iain Heumüller, Thomas Brabec, Christoph J.
Εκδότης:	Nature Research
Ημερομηνία:	2020
Γλώσσα:	Αγγλικά
ISSN:	2058-7546
DOI:	10.1038/s41560-020-00684-7
Περίληψη:	Organic solar cells utilize an energy-level offset to generate free charge carriers. Although a very small energy-level offset increases the open-circuit voltage, it remains unclear how exactly charge generation is affected. Here we investigate organic solar cell blends with highest occupied molecular orbital energy-level offsets (∆EHOMO) between the donor and acceptor that range from 0 to 300 meV. We demonstrate that exciton quenching at a negligible ∆EHOMO takes place on timescales that approach the exciton lifetime of the pristine materials, which drastically limits the external quantum efficiency. We quantitatively describe this finding via the Boltzmann stationary-state equilibrium between charge-transfer states and excitons and further reveal a long exciton lifetime to be decisive in maintaining an efficient charge generation at a negligible ∆EHOMO. Moreover, the Boltzmann equilibrium quantitatively describes the major reduction in non-radiative voltage losses at a very small ∆EHOMO. Ultimately, highly luminescent near-infrared emitters with very long exciton lifetimes are suggested to enable highly efficient organic solar cells.
Τίτλος πηγής δημοσίευσης:	Nature Energy
Τόμος/Κεφάλαιο:	5
Τεύχος:	9
Σελίδες:	711-719
Θεματική Κατηγορία:	[EL] Χημική τεχνολογία[EN] Chemical technolgy [EL] Τεχνολογικές καινοτομίες. Αυτοματοποίηση[EN] Technological innovations. Automation [EL] Φυσική[EN] Physics
Λέξεις-Κλειδιά:	Electronic devices Photonic devices Photovoltaics
Κάτοχος πνευματικών δικαιωμάτων:	Copyright © 2020 Springer Nature Limited
Ηλεκτρονική διεύθυνση στον εκδότη (link):	https://www.nature.com/articles/s41560-020-00684-7
Ηλεκτρονική διεύθυνση περιοδικού (link) :	https://www.nature.com/nenergy/
Εμφανίζεται στις συλλογές:	Ινστιτούτο Χημικής Βιολογίας - Επιστημονικό έργο