【摘 要】
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近年来,基于施主-受主（D-A）型聚合物/富勒烯衍生物的有机太阳能电池,因其具有较高功率转换效率而备受瞩目。然而,这种有机太阳能电池的转换效率仍极大的受到载流子迁移率的限制。基于此,本文对DTS-C0（F2）:PC71BM和DTS-HT-C0（F2）:PC71BM共混体的电荷输运及电性质展开研究,主要研究多种因素对载流子迁移率的影响,这对该类型太阳能电池的效率和性能提升具有重要意义。首先,给出了一
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近年来,基于施主-受主（D-A）型聚合物/富勒烯衍生物的有机太阳能电池,因其具有较高功率转换效率而备受瞩目。然而,这种有机太阳能电池的转换效率仍极大的受到载流子迁移率的限制。基于此,本文对DTS-C0（F2）:PC71BM和DTS-HT-C0（F2）:PC71BM共混体的电荷输运及电性质展开研究,主要研究多种因素对载流子迁移率的影响,这对该类型太阳能电池的效率和性能提升具有重要意义。首先,给出了一种改进扩展高斯无序模型（IEGDM）和非均匀离散化数值计算方法,并通过使用它们对基于DTS-C0（F2）:PC71BM电子型和DTS-C0（F2）:PC71BM空穴型器件的电荷输运及电性质进行了研究,证实了IEGDM既能用于描述有机材料中的电子输运也能用于描述有机材料中的空穴输运,从而简化了无序有机半导体中电荷输运的建模。同时,使用扩展相关无序模型（ECDM）再次研究了DTS-C0（F2）:PC71BM共混体的电子和空穴输运并与IEGDM模型所得结果进行比较,得出使用IEGDM获得的位点间距离值比使用ECDM获得的位点间距离值更符合实际情况,这表明DTS-C0（F2）:PC71BM共混体中位点-能量之间的空间相关性不存在,证实了IEGDM模型相较于ECDM模型可以更好的描述有机电子材料的电荷输运。然后,使用改进扩展高斯无序模型和非均匀离散化数值计算方法对基于DTS-HT-C0（F2）:PC71BM电子型器件和DTS-HT-C0（F2）:PC71BM空穴型器件的电荷输运及电性质进行了研究,再次证实了IEGDM模型能很好的描述有机材料中的电子输运和空穴输运。同时,使用ECDM模型再次研究了DTS-HT-C0（F2）:PC71BM共混体的电子和空穴输运并与IEGDM模型所得结果进行比较,发现DTS-HT-C0（F2）:PC71BM共混体中位点-能量之间的空间相关性也不存在,进一步证实了IEGDM模型更好地俘获了有机电子材料电荷输运的本质。此外我们发现,在有机电子器件中,边界载流子浓度过大或者过小都会导致不正确的伏安特性,载流子浓度随距器件表面距离的增加而减小,场强随距器件表面距离的增加而增大。有机半导体中有效载流子迁移率随温度的增加而逐渐增加,电荷输运特性与能量无序性密切相关。图24幅,参考文献100篇。
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