光子吸收是光收集的第一个过程。光吸收后,光子会重新分配材料中的电子,形成库仑束缚的电子-空穴对,称为激子。随后,激子分裂为自由电荷,从而完成光收集。当两个激子彼此靠近时,它们可以相互作用并经历一种称为激子-激子湮灭的两粒子过程。在此过程中,一个电子-空穴对自发重新结合,其能量消失,无法用于应用。鉴于此,来自普林斯顿大学的Gregory D. Scholes在室温下展示了在强耦合 H-聚集的锌酞菁材料中在相同的染料分子位点上创建两个长寿命激子(双激子)。我们。
文章要点:
(1) 该研究表明,在这些 H-聚集染料分子中,激子-激子湮灭被抑制,即使在比太阳光强许多数量级的光照下也是如此,展示了在强耦合 H-聚集体中于室温下生成长寿命双激子的能力,并揭示了激子-激子湮灭过程的可控制开关。
(2) 此外,当通过化学地连接这些相同的聚集染料分子以允许激子扩散时,研究观察到激子-激子湮灭被激活,这一研究结果展示了一种化学策略,可以控制激子-激子湮灭过程,从而提高光伏设备的动态范围,为光伏设备提供了调节激子湮灭的新方法,具有重要的应用前景。
参考资料:
Sohoni, S., Ghosh, I., Nash, G.T. et al. Optically accessible long-lived electronic biexcitons at room temperature in strongly coupled H- aggregates. Nat Commun 15, 8280 (2024).
10.1038/s41467-024-52341-2
https://doi.org/10.1038/s41467-024-52341-2