有机光伏材料离域大幅度改善电荷分离性能

在有机光伏器件中，当库伦引力比热能高一个数量级的情况都能够实现电荷的有效分离。因为离域效应能够提高电荷转移态的初始分离情况，降低电荷之间的吸引力，因此人们通过离域效应解释这种现象。但是，深入的理解这种机理需要建立离域电荷分离的动力学模型，但是因为其中需要包括在较大的模拟体系中对畸变材料电子和空穴的量子-机械运动之间的关系进行探索，因此具有非常困难的目标。

悉尼大学Ivan Kassal等人首次报道对畸变材料的电荷分离动力学、离域、极化子的三维形成过程进行模拟，发现当仅仅存在轻微的离域（跨越小于两个分子），甚至在热力学电荷分离态条件，同样能够显著的增强有机光伏器件的电荷分离效率。

发现通过降低库伦吸引并没有增强离域效率，但是通过提高电子态之间的重叠能够通过动力学效应增强。与人们的想法相反，增强的离域并不是由于起始库伦结合能降低导致。离域效应反而增强了总体的结合能，通过电子态之间的重叠程度增强，导致增强动力学，因此载流子能够运动的更加迅速。