열처리한 및 비열처리한 폴리티오펜/풀레렌 태양전지에서의 재결합: 일시적 광전압 연구와 수치 모델링

일시적 광전압과 차등 충전을 사용하여 리지오레귤러 폴리(3-헥시티오펜)(P3HT)와 1-(3-메톡시카보닐)프로필-1-페닐-6,6-메타노 풀레렌(PCBM)이 혼합된 폴리머 태양전지의 전하 밀도와 재결합 속도를 측정하였다. 열처리되지 않은 셀에서 전하 역학이 열처리된 셀에 비해 한 순서의 크기 이상 더 빠른 것으로 나타났다. 수치 모델링은 물리적으로 합리적인 도메인 크기와 위상 분리에 대한 변화가 실험 결과에서 관찰된 변화를 재현했으며, 따라서 재결합 속도의 측정이 벌크 이종접합 태양전지에서 기증자와 수용체의 혼합 정도를 나타내는 지표로 사용될 수 있음을 제안한다. 개방 회로 및 단락 회로 조건에서 재결합 플럭스를 계산함으로써, 비열처리된 장치에서 관찰된 속도 상수의 증가가 장치 성능의 차이를 설명하기에 충분하다는 것을 확인하였다.