B57498

   如上所述,當(dāng)能量大于材料能隙的光子人射時,就會產(chǎn)生一個被庫侖力束縛的單重激發(fā)態(tài)電子空穴對,即激子。由于有機(jī)分子之間的作用力較小,分子的激發(fā)態(tài)被定域化,沒有能帶與能帶之間的躍遷。同時,有機(jī)材料相對低的介電常數(shù)(大約為2,而無機(jī)物大約為10)使激子成為強(qiáng)束縛力作用的Frenkel激子。因此室溫下,激子效應(yīng)比無機(jī)物中的Wannier激子強(qiáng)。但是,有機(jī)薄膜的無序性,使其束縛能的定量測量難以實現(xiàn)。有關(guān)研究表明,有機(jī)材料中激子的束縛能大約。因此,在有機(jī)物中,激子產(chǎn)生后,如果能量上允許,擴(kuò)散長度在￡D范圍內(nèi)(約5~20nm)的激子通常表出 相對自由的運(yùn)動,或者在分子內(nèi)輸運(yùn),或者在分子間躍進(jìn),直到它被俘獲或者衰減。具體來講,激子是很不穩(wěn)定的物種,-個壽命內(nèi)的激子有以下的幾種可能作用方式:能量傳遞(包括F⒍ster能量傳遞和Dexter能量傳遞)、能量衰減(包括輻射衰減-發(fā)光和非輻射衰減-熱損失)。激子在有機(jī)介質(zhì)中,主要是通過能量傳遞的方式進(jìn)行輸運(yùn):將激子視為偶極子,它與其他偶極矩之間存在相互作用。激子偶極子的振動可引起鄰近分子的振動,以此可將激子的能量傳遞給鄰近分子,這種方式稱為F⒍ster能量傳遞。由此,鄰近的分子可轉(zhuǎn)化為激子,而原來的激子成為基態(tài)分子,激子也因此體現(xiàn)出輸運(yùn)特性。激子中的電子自身也可以由激發(fā)態(tài)的分子躍遷到鄰近的基態(tài)分子的最低空軌道上,與此同時,空穴也躍遷到同一個分子的基態(tài)上(相當(dāng)于該分子中最高占據(jù)軌道的一個電子躍遷到原來激子的最高占據(jù)軌道上),以平衡電荷。這就是Dexter能量傳遞,也是另外的一種重要的激子輸運(yùn)方式。激子在每次躍進(jìn)或者振動時,都會有能量的損失,其過程可以是輻射式衰減也可以是非輻射式衰減。在太陽能電池中,這些過程都是不利的,因此在激子衰減之前需要將它轉(zhuǎn)換為電荷,這就是電荷的轉(zhuǎn)移和分離。