在有机光伏器件中,当库伦引力(Coulomb attraction)比热能高一个数量级的情况都能够实现电荷的有效分离。因为离域效应能够提高电荷转移态(charge-transfer state)的初始分离情况,降低电荷之间的吸引力,因此人们通过离域效应解释这种现象。但是,深入的理解这种机理需要建立离域电荷分离的动力学模型,但是因为其中需要包括在较大的模拟体系中对畸变材料电子和空穴的量子-机械运动之间的关系进行探索,因此具有非常困难的目标。
有鉴于此,悉尼大学Ivan Kassal等首次报道对畸变材料的电荷分离动力学、离域、极化子的三维形成过程进行模拟,发现当仅仅存在轻微的离域(跨越小于两个分子),甚至在热力学电荷分离态条件,同样能够显著的增强有机光伏器件的电荷分离效率。
参考文献
Daniel Balzer, Ivan Kassal*, Even a little delocalization produces large kinetic enhancements of charge-separation efficiency in organic photovoltaics, Sci Adv 2022, 8(32)
DOI: 10.1126/sciadv.abl9692
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abl9692