Determining Exciton Diffusion Length in Organic Semiconductors: Unifying Macro‐ and Microscopic Perspectives
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Le résumé fourni par la source
Abstract Long exciton diffusion length ( L D ) is key to maximizing excitation harvesting in organic solar cells, but contradicting values are reported for non‐fullerene acceptors (NFA). To understand the factors enabling large L D , experimental observation of exciton decay by transient absorption spectroscopy (TAS) is combined with microscopic Kinetic Monte Carlo (KMC) simulations on 4 ITIC derivatives. Exciton decays are fitted considering singlet exciton‐singlet exciton annihilation (SSA) and the intrinsic exciton's lifetime τ , resulting in L D from 20 to 70 nm. The critical importance of an independent estimate of τ is discussed and its measurements from pristine NFA films is found to be more relevant than from NFA molecules embedded in an inert polystyrene matrix. From experimental parameters, the microscopic Förster Resonant Energy Transfer hopping rate and the annihilation rate in a cubic lattice are determined, considering a Gaussian energetic disorder. KMC simulation of those rates are able to reproduce the experimental transients and L D , provided a lattice constant a close to the molecular π‐π stacking distance is used. It is found that this tight packing and a low disorder are critical to reach large L D , and empirically relate linearly such that 40 meV more disorder can be compensated by 1 Angstrom tighter packing (shorter a ).
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Determining Exciton Diffusion Length in Organic Semiconductors: Unifying Macro‐ and Microscopic Perspectives
- Date Crossref
- 19/02/2025
- Éditeur
- Wiley
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Xinyang Normal University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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King Abdullah University of Science and Technology pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Ludwig-Maximilians-Universität München pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Tsinghua–Berkeley Shenzhen Institute pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Tsinghua Shenzhen International Graduate School pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Tsinghua University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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National Nuclear Energy Agency of Indonesia pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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National Research and Innovation Agency pays non établi dans la noticeOrganisme public
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King Saud University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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University of Cambridge pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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University of Manchester pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Henry Royce Institute pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
Xinyang Normal University, King Abdullah University of Science and Technology et Ludwig-Maximilians-Universität München, avec 9 autres affiliations.
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