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Singlet Fission in a New Series of Systematically Designed Through‐space Coupled Tetracene Oligomers

四烯 单重态裂变 裂变 系列(地层学) 单重态 化学 化学物理 材料科学 光化学 物理 核物理学 中子 激发态 地质学 古生物学
作者
Maciej Majdecki,Chao‐Hsien Hsu,Chih‐Hsing Wang,Emily Hsue‐Chi Shi,Magdalena Zakrocka,Yu‐Chen Wei,Bo‐Han Chen,Chih‐Hsuan Lu,Shang‐Da Yang,Pi‐Tai Chou,Przemysław Gaweł
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:136 (16) 被引量:1
标识
DOI:10.1002/ange.202401103
摘要

Abstract Singlet fission (SF) holds great promise for current photovoltaic technologies, where tetracenes, with their relatively high triplet energies, play a major role for application in silicon‐based solar cells. However, the SF efficiencies in tetracene dimers are low due to the unfavorable energetics of their singlet and triplet energy levels. In the solid state, tetracene exhibits high yields of triplet formation through SF, raising great interest about the underlying mechanisms. To address this discrepancy, we designed and prepared a novel molecular system based on a hexaphenylbenzene core decorated with 2 to 6 tetracene chromophores. The spatial arrangement of tetracene units, induced by steric hindrance in the central part, dictates through‐space coupling, making it a relevant model for solid‐state chromophore organization. We then revealed a remarkable increase in SF quantum yield with the number of tetracenes, reaching quantitative (196 %) triplet pair formation in hexamer. We observed a short‐lived correlated triplet pair and limited magnetic effects, indicating ineffective triplet dissociation in these through‐space coupled systems. These findings emphasize the crucial role of the number of chromophores involved and the interchromophore arrangement for the SF efficiency. The insights gained from this study will aid designing more efficient and technology‐compatible SF systems for applications in photovoltaics.
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