P3HT:PCBM系有機太陽電池における磁場効果

背景: スピンと電荷再結合の関係

有機太陽電池では励起子から分離した電子と正孔（ポーラロン対）が再び出会う際、スピン配置によって再結合確率が大きく異なります。スピンが平行（三重項状態）の電子・正孔対はパウリの排他原理により直接再結合しにくく、一方で反平行（一重項状態）の対は再結合しやすい傾向があります。このスピン選択的な再結合挙動は、磁場によるスピン状態の変化（スピン混成）で制御可能であり、結果として光電流（光キャリア生成効率）が変化することが知られています。特に外部磁場（数ミリテスラから数百ミリテスラ）は、電子と正孔のラジカルペア（一重項対と三重項対）のスピン準位間の遷移確率に影響を与え、再結合や電荷分離の経路を変化させます。この現象は一般に「有機系における磁場効果 (magnetic field e…