Heavy‐Atom‐Free Room‐Temperature Phosphorescent Rylene Imide for High‐Performing Organic Photovoltaics

磷光 系统间交叉 有机太阳能电池 光化学 接受者 材料科学 离域电子 激子 单重态 量子效率 三重态 光电子学 化学 荧光 激发态 原子物理学 聚合物 分子 物理 光学 有机化学 复合材料 量子力学 凝聚态物理
作者
Ningning Liang,Guogang Liu,Deping Hu,Kai Wang,Yan Li,Tianrui Zhai,Xinping Zhang,Zhigang Shuai,He Yan,Jianhui Hou,Zhaohui Wang
出处
期刊:Advanced Science [Wiley]
卷期号:9 (3) 被引量:20
标识
DOI:10.1002/advs.202103975
摘要

Organic phosphorescence, originating from triplet excitons, has potential for the development of new generation of organic optoelectronic materials. Herein, two heavy-atom-free room-temperature phosphorescent (RTP) electron acceptors with inherent long lifetime triplet exctions are first reported. These two 3D-fully conjugated rigid perylene imide (PDI) multimers, as the best nonfullerene wide-bandgap electron acceptors, exhibit a significantly elevated T1 of ≈2.1 eV with a room-temperature phosphorescent emission (τ = 66 µs) and a minimized singlet-triplet splitting as low as ≈0.13 eV. The huge spatial congestion between adjacent PDI skeleton endows them with significantly modified electronic characteristics of S1 and T1 . This feature, plus with the fully-conjugated rigid molecular configuration, balances the intersystem crossing rate and fluorescence/phosphorescence rates, and therefore, elevating ET1 to ≈2.1 from 1.2 eV for PDI monomer. Meanwhile, the highly delocalized feature enables the triplet charge-transfer excitons at donor-acceptor interface effectively dissociate into free charges, endowing the RTP electron acceptor based organic solar cells (OSCs) with a high internal quantum efficiency of 84% and excellent charge collection capability of 94%. This study introduces an alternative strategy for designing PDI derivatives with high-triplet state-energy and provides revelatory insights into the fundamental electronic characteristics, photophysical mechanism, and photo-to-current generation pathway.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
molamola完成签到,获得积分10
1秒前
凶狠的小鸭子应助武雨寒采纳,获得10
1秒前
ySX应助cy采纳,获得10
2秒前
4秒前
4秒前
MF发布了新的文献求助10
4秒前
zmy完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
5秒前
情怀应助whl采纳,获得10
6秒前
7秒前
英俊蜜粉完成签到,获得积分20
8秒前
222发布了新的文献求助10
8秒前
小木子发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
桐夜完成签到 ,获得积分10
9秒前
haha发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
10秒前
10秒前
11发布了新的文献求助40
10秒前
11秒前
隐形绾绾完成签到,获得积分20
14秒前
Echo完成签到,获得积分10
15秒前
刻苦的阁完成签到,获得积分10
15秒前
悦耳代秋关注了科研通微信公众号
15秒前
YPHCC发布了新的文献求助10
16秒前
薄荷发布了新的文献求助20
16秒前
17秒前
momo完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
活力友绿应助222采纳,获得10
18秒前
邹帅发布了新的文献求助10
20秒前
bkagyin应助张一森采纳,获得10
20秒前
21秒前
打打应助Hypnos采纳,获得10
23秒前
23秒前
xytyyy发布了新的文献求助10
23秒前
JamesPei应助老实的文龙采纳,获得10
23秒前
szh关闭了szh文献求助
24秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Applied Min-Max Approach to Missile Guidance and Control 3000
Metallurgy at high pressures and high temperatures 2000
Inorganic Chemistry Eighth Edition 1200
High Pressures-Temperatures Apparatus 1000
Free parameter models in liquid scintillation counting 1000
Standards for Molecular Testing for Red Cell, Platelet, and Neutrophil Antigens, 7th edition 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6318409
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8134710
关于积分的说明 17052865
捐赠科研通 5373333
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2852283
邀请新用户注册赠送积分活动 1830173
关于科研通互助平台的介绍 1681813