研究目的
研究有机太阳能电池中低能量损失下高效电荷产生的机制，重点关注给体与受体之间分子静电势差异的作用。
研究成果
该综述得出结论：通过精心设计分子结构并深入理解电荷转移态，有机太阳能电池能够实现低能量损失下的高效电荷生成。研究强调降低非辐射复合及探索新材料对进一步提升功率转换效率的重要性。
研究不足
该综述指出了当前对非富勒烯有机太阳能电池中电荷产生机制理解的局限性，特别是在最小化非辐射能量损失方面的挑战，以及进一步探索分子设计策略的必要性。
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有机太阳能电池中低能量损失下的高效电荷产生：关键问题综述
DOI：10.1088/1361-6633/ab90cf
期刊：Reports on Progress in Physics
出版年份：2020
更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要：
有机太阳能电池（OSCs）中光吸收会生成强束缚激子。要实现高效电荷产生，需要较大驱动力，但这会导致较大能量损失（Eloss），严重阻碍OSCs功率转换效率（PCEs）的提升。近年来非富勒烯OSCs发展取得重大突破，这类器件能在驱动力可忽略的情况下实现高效电荷产生，这引发了一个关于激子如何分裂为自由电荷的基础性问题。从化学结构角度看，给体与受体间的分子静电势差异可能对促进电荷分离起关键作用。虽然电荷产生导致的Eloss已得到抑制，但电荷复合（尤其是通过非辐射途径）严重限制了PCEs的进一步提升。在驱动力可忽略的OSCs中，最低激发态——一种混合局域激子-电荷转移态——被认为与非辐射Eloss密切相关。本综述探讨了高效OSCs在低Eloss值下的高效电荷产生机制，并重点指出为实现PCEs新突破（约20%）需要解决的关键问题。
作者：
Ye Xu，Huifeng Yao，Lijiao Ma，Jingwen Wang，Jianhui Hou
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