热载流子太阳能电池利用光子过剩能量（即超过吸收带隙的能量）来做额外的工作。这些设备有可能突破近平衡热力学设定的光伏电能转换效率的上限。然而，自 1982 年概念诞生以来，尚未证明在正常运行条件下有效的实验实现，这主要是由于典型半导体材料中光生电荷的快速热化。基于此，海德堡大学Martijn Kemerink团队结合噪声光谱和数值建模来表明常见的本体异质结有机太阳能电池实际上可以用作热载流子设备，相关成果于2024年10月4日发表于Energy & Environmental Science期刊。由于静态能量无序，全局态密度中光生电子和空穴的热化速度与电荷载流子寿命相比较慢，导致局部电荷载流子的热群体的电子温度超过晶格温度。由于电荷提取发生在传输能量周围高位、狭窄的能量窗口中，因此后者起到了能量过滤器的作用。对于常见的无序值，这会导致开路电压增强高达 ∼0.2 V。我们表明，这种增强可以理解为与晶格和电荷群体之间的温差成比例的热电压，并且位于近平衡准费米能级分裂之上。
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