9月7日消息,一篇9月4日提交至arXiv的论文(编号2609.05170)对有机太阳能电池领域的标准表征方法提出根本性质疑。作者包括斯旺西大学Ardalan Armin、Austin M. Kay、Drew B. Riley、Oskar J. Sandberg以及昆士兰大学Paul Meredith。

领域惯例是将有机太阳能电池的光电流对有效电压作图,从中提取激子解离概率,进而得到自由电荷生成效率——这是评价给受体界面电荷分离质量的核心指标。但论文证明:光电流根本测不出这两个量。研究团队采用一个自由电荷生成与场无关、损失仅来自双分子复合的漂移-扩散模型,表明按惯例方法得到的"表观解离概率"即使在被完全解离的理想情形下也显著低于1。

更关键的结论是:在载流子迁移率与复合强度的宽泛参数范围内,该表观解离概率是填充因子(FF)的单值函数,并与短路电荷收集效率重合——它既不报告生成产率,也不提供超出填充因子已含信息的任何收集过程信息。即便在理想输运条件下,归一化光电流也在与光强无关的水平上饱和于1以下。

对光伏研究社群,这是一篇方法论"打假"论文:过去二十年大量文献基于光电流-电压分析对激子解离、电荷收集做出的定量结论需要重新审视。对有机光伏产业化而言,结论反而将器件优化的注意力收拢到可测且稳健的填充因子上,有助于以更少误判筛选材料体系;论文的模型框架同样适用于钙钛矿等其他软材料光伏器件的表征自检。 (来源:arXiv)