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通过合理调控分子间相互作用与能级排列实现高性能有机光伏器件

DOI：10.1002/adma.201904215 期刊：Advanced Materials 出版年份：2019 更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要： 研究报告了通过分子间电荷转移偶极揭示自旋、能量与偏振协同作用，从而在激基复合物发光二极管中将非辐射三重态转化为辐射单重态的实验研究。磁光致发光研究表明，激基复合物中的三重态-单重态转换涉及人工诱导的自旋轨道耦合（SOC）。光诱导电子顺磁共振测量显示，分子间电荷转移伴随着电偶极（D+?→A??）的形成，这种离子偏振为激基复合物产生SOC提供了条件。在9,9'-二苯基-9H,9'H-3,3'-联咔唑（BCzPh）:3',3''',3''''''-(1,3,5-三嗪-2,4,6-三基)三([1,1'-联苯]-3-腈)（CN-T2T）（ΔEST = 30 meV）和BCzPh:双-4,6-(3,5-二-3-吡啶基苯基)-2-甲基嘧啶（B3PYMPM）（ΔEST = 130 meV）两种激基复合物中（其单重态-三重态能级差ΔEST不同），分子间电荷转移态产生的SOC值呈现显著差异（对应内禀磁参数分别为274 mT与17 mT），并分别对应高低不同的最大外量子效率EQEmax（21.05%与4.89%）。为深入探究自旋、能量与偏振参数的协同关系，研究通过选择不同发光波长同步调控SOC、ΔEST和偏振状态，同时监测延迟荧光现象。当发射波长延长导致电子云畸变加剧（偶极矩D+?→A??尺寸减?。┦?，增强的SOC、轨道偏振提升与ΔEST降低会协同促进三重态-单重态转换。
作者： Miaosheng Wang，Yi-Hsuan Huang，Kai-Siang Lin，Tzu-Hung Yeh，Jiashun Duan，Tzu-Yu Ko，Shun-Wei Liu，Ken-Tsung Wong，Bin Hu
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

揭示自旋、能量和偏振参数之间的协同关系，以开发高效激基复合物发光二极管。

研究成果

该研究揭示了激基复合物体系中自旋、能量与极化参数间的协同关系，表明增强的自旋轨道耦合、提高的轨道极化与降低的ΔEST可同时发生以驱动三线态-单线态转换。这为设计将非辐射三线态转化为辐射单线态的有机发光材料提供了关键指导，推动了光电器件应用的发展。

研究不足

该研究仅限于两个特定的激基复合物体系，其发现可能并不普遍适用于所有激基复合物体系。此外，实验设置需要对条件进行精确控制，在所有研究环境中可能不易复制。

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