サブ課題A 成果例031
東京大学 大学院工学系研究科
- 山下 晃一、川嶋 英佑
【H30年度】大規模励起状態計算による電荷分離過程の解明
有機太陽電池における、クーロン引力で束縛された電子-正孔対の分離メカニズムに関して、キャリアの拡散に伴うエントロピーの寄与を、モンテカルロ計算により計算し、電子-正孔対の分離過程の自由エネルギーに閾値が存在することを明らかにした。クーロン相互作用は、分離距離の増大にともない徐々に減少し続けるが、キャリアの拡散に伴うエントロピー寄与の増加により、電子-正孔対の分離過程の自由エネルギーは、分離距離6nmで最大値を有する。すなわち、現実的なBHJモルフォロジーを考慮すると、界面から分離距離が6nmに達した後、電子と正孔はエントロピー拡散によって分離することが分かった(図1)。