Diffusion-driven currents in organic-semiconductor diodes

2014年7月4日 NPG Asia Materials 6, e7 (2014) doi:10.1038/am.2014.41


有機オプトエレクトロニクスデバイスに開発には、ドリフト輸送と拡散輸送という2種類のキャリア輸送過程に関する詳細な知識が不可欠である。このたび、フローニンゲン大学(オランダ)のGert-Jan Wetzelaerとマックス・プランク高分子研究所(ドイツ)のPaul Blomは、有機発光ダイオード(OLED)と有機光起電力ダイオードにおける拡散駆動電流について概説している。理想因子(電流密度-電圧傾斜特性の尺度;理想的なダイオード挙動のデバイスでは1になる)は、それらのデバイスにおけるキャリア輸送機構と再結合機構を研究する有用な手段となる。著者たちは、デバイス構造が拡散電流と理想因子に及ぼす影響を説明する解析的手法を提示している。例えば、OLEDでは、電荷キャリアのトラップアシスト再結合が起こるため電流の理想因子が2になるが、2分子光出力の理想因子は1に近づく。

Gert-Jan A H Wetzelaer & Paul W M Blom

Organic optoelectronics: Defining diffusion
Detailed knowledge of both drift and diffusion carrier transport processes is essential for the development of organic optoelectronics. Gert-Jan Wetzelaer from the University of Groningen in the Netherlands and Paul Blom from the Max Planck Institute for Polymer Research in Germany review diffusion-driven currents in organic light-emitting diodes (OLEDs) and organic photovoltaic diodes. The ideality factor—a measure of the current density-voltage slope characteristic that is equal to one for devices with ideal diode behavior—is a useful tool for studying carrier transport and recombination mechanisms in such devices, and the authors propose an analytical approach to describe the effect of device structure on diffusion current and ideality factor. In OLEDs, for example, trap-assisted recombination of charge carriers can result in a current ideality factor equal to two, whereas the ideality factor of the bimolecular light output approaches one.


NPG Asia Materials ISSN 1884-4049(Print) ISSN 1884-4057(Online)