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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 材料区 » 微米和纳米 » 学术讨论 » 有机太阳能电池，为什么不是电子转移到透明电极上，而是空穴呢？
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outo

至尊木虫 (著名写手)

[交流] 有机太阳能电池，为什么不是电子转移到透明电极上，而是空穴呢？

在有机太阳能电池中，光生激子在有机半导体和透明电极的界面出分离时，为什么不是电子转移到透明电极上，而是空穴呢？电子转移到金属上是有机半导体LuMo和金属的功函数不同导致的，电子转移到透明电极上是什么理论呢？
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翔者0001

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1楼 2012-02-20 12:37:36
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回帖支持 ( 显示支持度最高的前 50 名 )

bobynana

银虫 (正式写手)
★ ★ ★
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outo(金币+2): 2012-02-21 15:40:19
lchpy(金币+2): thanks for your information~ 2012-02-29 14:46:08
xiejf: 金币+2, 鼓励详细解答 2012-03-18 13:30:49
引用回帖:
3楼: Originally posted by outo at 2012-02-20 18:37:07:
能够说得具体一点吗

刚才给你打了一堆，居然没发上，气煞我也！

简单的说，一般的ITO的功函数在4.7-5.2之间，而阴极用的是低功函金属，像铝，银。高低功函材料和半导体组成一个器件以后，按照传统的MIM理论，器件内部的内建电场方向是从低功函电极指向高功函电极，也就是从阴极指向正极，从而驱动正电荷跑向正极，负电荷向负极迁移，实现了载流子的有向驱动。如果两个电极都用同一种材料，比如金，那就没有内建电场，也可以观察到光伏效应，但是IV曲线就没那么好看了，效率也很低。我记得北大有个教授在nano lett上面发表过一篇关于CNT 太阳能电池的文章，里面就展示了用不同的电极材料搭配做的器件，所得的器件性能表明，还是一边用ito，一边用铝最好。你可以去看看。
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tieman
4楼2012-02-21 01:38:44
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bobynana

银虫 (正式写手)
★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖
楼主不给金币！
下次不回了
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5楼2012-02-21 14:17:57
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普通回帖

Salucard77

铜虫 (小有名气)
★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖
outo(金币+1): 2012-02-20 18:33:53
PV嘛，你想想内建电场的方向。
电极的逸出功选择只是为了便于收集载流子。
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2楼2012-02-20 16:36:25
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outo

至尊木虫 (著名写手)
引用回帖:
楼: Originally posted by Salucard77 at 2012-02-20 16:36:25:
PV嘛，你想想内建电场的方向。
电极的逸出功选择只是为了便于收集载流子。

能够说得具体一点吗
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3楼2012-02-20 18:37:07
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outo

至尊木虫 (著名写手)
引用回帖:
楼: Originally posted by bobynana at 2012-02-21 01:38:44:
刚才给你打了一堆，居然没发上，气煞我也！

简单的说，一般的ITO的功函数在4.7-5.2之间，而阴极用的是低功函金属，像铝，银。高低功函材料和半导体组成一个器件以后，按照传统的MIM理论，器件内部的内建电场方 ...

辛苦你了 刚看到
在这里面我一直有几个疑问不太清楚，ITO的功函数与有机半导体的LUMO的能级差别比金属的的功函数与有机半导体的LUMO的能级大，电子应该更容易从有机半导体转移到ITO上，而空穴转移到金属上，事实情况不是这样，这为什么？
不像半导体与半导体的复合，电子转移是从导带到导带，空穴转移是从价带到价带；金属与半导体之间也是半导体的导带和金属的费米能级之间电子转移，没有空位转移；到这里换成有机半导到体空位和ITO间能发生转移了，这是什么原因呢？
谢谢了，我在这也学习一下，一直比较迷惑，还望多多指导
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6楼2012-02-21 18:18:49
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solocheng

荣誉版主 (文坛精英)
outo(金币+1): 一起学习 2012-02-21 19:12:28
学习了，我觉得bobynana 说的挺对的。不过楼主说的空穴我也不是很懂～谢谢你们～～
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7楼2012-02-21 18:37:10
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outo

至尊木虫 (著名写手)
有没有人能解答一下呀
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8楼2012-02-29 12:07:30
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zccken

木虫 (正式写手)
★ ★
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outo(金币+1): 2012-03-05 21:05:02
我觉得应该把活性层以及相关的辅助层重新画一下，更有利于分析这个分离过程。
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9楼2012-03-05 18:40:45
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outo

至尊木虫 (著名写手)
引用回帖:
楼: Originally posted by zccken at 2012-03-05 18:40:45:
我觉得应该把活性层以及相关的辅助层重新画一下，更有利于分析这个分离过程。

这块确实不太懂 不知道能不能指点一二呀
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10楼2012-03-05 21:05:48
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zhizhuo99772

金虫 (小有名气)
★ ★ ★
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outo: 金币+1 2012-03-18 12:35:45
xiejf: 金币+1, 鼓励交流 2012-03-18 13:30:08
分离后的电子能级与低功函的金属能级接近，所以电子传递到低功函的金属能级上，而不是传递到能级更低的ITO上面
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11楼2012-03-18 05:51:59
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outo

至尊木虫 (著名写手)
引用回帖:
11楼: Originally posted by zhizhuo99772 at 2012-03-18 05:51:59:
分离后的电子能级与低功函的金属能级接近，所以电子传递到低功函的金属能级上，而不是传递到能级更低的ITO上面

能说一下原因吗 这块确实一直疑惑 不知道哪本书上或者文献有说明 麻烦告知一二 谢谢
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12楼2012-03-18 12:38:21
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zhizhuo99772

金虫 (小有名气)
★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
outo: 金币+1 2012-03-19 23:41:15
引用回帖:
12楼: Originally posted by outo at 2012-03-18 12:38:21:
能说一下原因吗 这块确实一直疑惑 不知道哪本书上或者文献有说明 麻烦告知一二 谢谢

电子向更低的能级传递时首先传递到能级低并且和原来能级接近的能带上，而不是首先选择能级最低的能带，这样解释明白了吗
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13楼2012-03-19 16:50:27
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outo

至尊木虫 (著名写手)
引用回帖:
13楼: Originally posted by zhizhuo99772 at 2012-03-19 16:50:27:
电子向更低的能级传递时首先传递到能级低并且和原来能级接近的能带上，而不是首先选择能级最低的能带，这样解释明白了吗

我明白你的意思 不过这些内容哪本书上有介绍 能不能推荐一二 主要想知道一下原因
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14楼2012-03-19 23:43:05
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tieman

铁虫 (初入文坛)
★
送鲜花一朵
outo: 金币+1 2012-04-07 20:13:00
引用回帖:
4楼: Originally posted by bobynana at 2012-02-21 01:38:44:
刚才给你打了一堆，居然没发上，气煞我也！

简单的说，一般的ITO的功函数在4.7-5.2之间，而阴极用的是低功函金属，像铝，银。高低功函材料和半导体组成一个器件以后，按照传统的MIM理论，器件内部的内建电场方 ...

学习了
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15楼2012-04-07 15:45:53
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michaeldel

至尊木虫 (正式写手)
★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
outo: 金币+1 2012-05-17 00:36:43
引用回帖:
4楼: Originally posted by bobynana at 2012-02-21 01:38:44:
刚才给你打了一堆，居然没发上，气煞我也！

简单的说，一般的ITO的功函数在4.7-5.2之间，而阴极用的是低功函金属，像铝，银。高低功函材料和半导体组成一个器件以后，按照传统的MIM理论，器件内部的内建电场方 ...

请问有没有MIM相关书籍推荐？
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16楼2012-05-16 10:47:28
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outo

至尊木虫 (著名写手)
引用回帖:
16楼: Originally posted by michaeldel at 2012-05-16 10:47:28:
请问有没有MIM相关书籍推荐？

我也想知道
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17楼2012-05-17 00:36:38
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lymmaotou

金虫 (正式写手)
★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
outo: 金币+1 2012-11-14 17:48:53
引用回帖:
13楼: Originally posted by zhizhuo99772 at 2012-03-19 16:50:27
电子向更低的能级传递时首先传递到能级低并且和原来能级接近的能带上，而不是首先选择能级最低的能带，这样解释明白了吗...

这样都行~你一厢情愿的理解不要瞎说，误导别人
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18楼2012-11-14 16:08:24
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outo

至尊木虫 (著名写手)
引用回帖:
18楼: Originally posted by lymmaotou at 2012-11-14 16:08:24
这样都行~你一厢情愿的理解不要瞎说，误导别人...

我想知道您对这个问题是怎么认为的 谢谢!
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19楼2012-11-14 17:50:54
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XXXBOY

木虫 (小有名气)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
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4楼: Originally posted by bobynana at 2012-02-21 01:38:44
刚才给你打了一堆，居然没发上，气煞我也！

简单的说，一般的ITO的功函数在4.7-5.2之间，而阴极用的是低功函金属，像铝，银。高低功函材料和半导体组成一个器件以后，按照传统的MIM理论，器件内部的内建电场方向 ...

为什么我查到电场方向是由高功函电极指向低功函电极，而且电池内部空穴运动方向不是应该与电场方向相反？
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20楼2013-08-22 20:23:12
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翔者0001

铜虫 (小有名气)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
送红花一朵
此贴顶起，求更详细解答 多谢！
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21楼2013-11-04 19:58:06
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bytianping

金虫 (正式写手)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
好问题，mark，坐等大神解答
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22楼2014-10-03 05:21:59
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7iverson7

金虫 (正式写手)
愿不沉！
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23楼2015-11-25 13:08:12
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kaynel_

新虫 (初入文坛)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
看过了所有的评论，讲的不是很好。
对于你的这个问题，说白了是费米能级的问题，是欧姆接触的问题，是能带弯曲的问题。还有一个影响因素没提到，就是半导体是N型还是P型。在这里假定为N型。
任何接触的两个固体，费米能级必须一致。https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%AD%90%E5%A7%86%E6%8E%A5%E8%A7%B8
因此，你的图经过费米能级一致的硬性要求导致能带弯曲，如下：



显然，右边的势垒低，所以电子向右边流就对了，可以通过链接网址验证我的解法是不是正确
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24楼2017-04-27 16:38:19
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kaynel_

新虫 (初入文坛)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
引用回帖:
24楼: Originally posted by kaynel_ at 2017-04-27 16:38:19
看过了所有的评论，讲的不是很好。
对于你的这个问题，说白了是费米能级的问题，是欧姆接触的问题，是能带弯曲的问题。还有一个影响因素没提到，就是半导体是N型还是P型。在这里假定为N型。
任何接触的两个固体， ...

试了几次，图片无法上传。。。。简单描述一下，你可以按照那个链接的方法自己画一下，结果LUMO和HOMO是平行的曲线，U型，不过左边明显高于右边，即左边势垒高，所以电子流向金属电极。
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25楼2017-04-27 16:41:06
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