有机太阳能电池 (OSCs) 电荷复合与三重态激子相互作用
高性能有机光伏器件采用体异质结结构，通过众多的给体-受体（D-A）异质结形成的电荷转移态有助于激子态的解离。 然而，源自光生载流子复合所产生的电荷转移态的自旋特性会导致形成低能量三重态激子（T1 ）并引发弛豫过程发生，从 而导致光电流的损失。利用飞秒瞬态吸收光谱研究不同材料构型的激发态光谱和动力学过程发现，使用具有较弱激子结合 强度的给体和受体可以减少三重激子态的形成，同时又不牺牲激子解离效率。通过对OSCs电荷复合与三重态激子相互作 用机制，讨论了其对材料设计、器件 工程和光物理的潜在影响，从而为未来有机光伏器件充分发挥其潜力提供了全面的基 础。
不同材料的二聚体离域态激子的瞬态吸收光谱和分子动力学模拟结果
有机太阳能电池不同材料组成的瞬态吸收光谱测试结果
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飞秒光源中心波长 |
800±10nm |
1030±3nm |
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探测波长范围 (UV-Vis-NIR) |
300-700nm；400-900nm; 450-1000nm；900-1700nm； |
300-500nm; 380-600nm; 500-1000nm; 900-1600nm |
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泵浦光波长范围 |
240-480nm;475-1160nm；1160-1600nm；1600nm-2600nm |
300-480nm; 600-900nm;1200-2500nm |
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探测时间窗口 |
4ns/8ns |
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时间分辨率 |
1.5 倍激光器脉宽 |
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灵敏度 |
宽光谱 0.1ΔmOD，单波长 0.01ΔmOD |
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测试模式 |
反射、透射、背激发 |
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样品腔 |
液体、粉末、薄膜 |
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软件 |
探测光稳定性监测 、光谱预览 、光谱矫正 、光谱平滑 、数据拟合 |
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功能拓展 |
微区光谱 |
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宽场瞬态吸收成像 |
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时间相关单光子计数模块：最小时间间隔 2ps, 最小寿命范围 100ps，波长分辨率0.08nm |
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飞秒克尔门时间分辨荧光光谱：光谱范围400-900nm，激光脉宽50fs，样品寿命测量时间窗口4ns |
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单晶氧化锌瞬态吸收光谱测试结果
参考文献
[1]Jiang, K., Zhang, J., Zhong, C. et al. Suppressed recombination loss in organic photovoltaics adopting a planar–mixed heterojunction architecture. Nat Energy 7, 1076–1086 (2022).
[2]Gillett, A.J., Privitera, A., Dilmurat, R.et al.The role of charge recombination to triplet excitons in organic solar cells. Nature 597, 666–671 (2021).
[3]Krishnapriya, K.C., Roy, P., Puttaraju, B. et al. Spin density encodes intramolecular singlet exciton fission in pentacene dimers. Nat Commun 10, 33 (2019).
13810146393
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