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单重态激子裂分的研究进展
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:《物理化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O644[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]中国科学院化学研究所,分子动态与稳态结构国家重点实验室,北京100190, [2]中国科学院大学,北京100049, [3]首都师范大学化学系,北京100048
  • 相关基金:国家自然科学基金(21573251,21521062,21190034,21221002)和国家重点基础研究发展规划项目(973)(2011CB808402,2013CB933500)资助
中文摘要:

单重态激子裂分指的是在有机分子中一个单重态激子与相邻的基态发色团相互作用形成两个三重态激子的过程。利用这种多激子效应制成的光伏器件有望突破肖克利-奎瑟限制,使光电转换的理论效率由30%提高到44.4%。近年来各国科学家在裂分材料的设计合成和器件化应用方面取得了一定的进展,但是对于激子裂分物理本质的认知仍然存在争议和分歧。本文较为系统地介绍了激子裂分材料的最新进展和本研究组的相关工作。简要回顾了激子裂分的发展历史,从概念、裂分的发生条件和作用机制三方面介绍了激子裂分过程,综述了具有分子间和分子内裂分性质的材料的最新研究成果。在系统归纳激子裂分研究现状的基础上对单重态激子裂分的发展趋势和应用探索指出了可能的方向。

英文摘要:

Singlet exciton fission is the process by which a high-energy singlet exciton splits into two low-energy triplet excitons. Organic solar cells based on singlet fission have the potential to exceed the Shockley-Queisser limit and, in doing so, may improve their efficiency from 30% to 44.4%. Although progress in singlet fission materials and photovoltaic devices has accelerated with recent research, many challenges and debates remain with regard to clarifying the relationship between molecule structures and the rate and efficiency of singlet fission. This review addresses recent advances in singlet fission materials and summarizes the work of our own research group. We begin by introducing the background of singlet fission, following with the general concept, the requirements for singlet fission to proceed, and the applications of transient absorption spectroscopy. Two mechanisms have been proposed to explain singlet fission molecules, intermolecular and intramolecular singlet fission, and these two types of materials are summarized, focusing on dimers, which are novel structures that undergo efficient intramolecular singlet fission. Based on the latest developments in singlet fission, we discuss the possible future advances in, and prospects for the application of, singlet fission materials.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781