本體異質結

本體異質結(bulk heterojunction),是指n型半導體和p型半導體在整個區域範圍內充分混合且界面分布於整個區域範圍的pn結。本體異質結可通過將含有n型半導體材料和p型半導體材料的混合溶液以旋塗、絲網印刷和噴墨列印等方式製備,也可通過共同蒸鍍的方式獲得,還可以通過熱處理的方式將真空蒸鍍的平面型雙層異質結轉換為本體異質結結構。

本體異質結與雙層異質結相似,都是利用界面上的分離效應來轉移電荷。其主要特徵在於: ①本體異質結中的電荷分離產生於整個活性層,而雙層異質結中電荷分離只發生在界面處的空間電荷區域(幾個納米),因此本體異質結器件中激子解離效率較高,激子複合機率降低,緣於有機物激子擴散長度小而導致的能量損失可以減少或避免;②由於界面存在於整個活性層,本體異質結器件中載流子向電極傳輸主要是通過粒子之間的逾滲作用,而雙層異質結器件中載流子傳輸介質是連續空間分布的給體或受體,因此雙層異質結器件中載流子傳輸效率相對地高。而本體異質結器件由於載流子傳輸特性所限,對材料的形貌、顆粒的大小較為敏感,且填充因子相應地小。

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