Se descubrió una fisión de singlet eficiente en una película de aceno desordenada

Área de la Ciencia:

• Los semiconductores orgánicos son semiconductores orgánicos.
• La energía fotovoltaica es fotovoltaica.
• La dinámica de la excitación.

Sus antecedentes:

• La fisión del excitón singlet divide un estado excitado singlet en dos excitones triplet.
• Este proceso es clave para que la energía fotovoltaica orgánica (OPV) supere el límite de Shockley-Queisser.
• Anteriormente, los altos rendimientos solo se observaban en materiales cristalinos, lo que sugiere que el desorden inhibe la fisión.

Objetivo del estudio:

• Investigar la fisión del excitón singleto en películas amorfas de 5,12-difenil tetraceno (DPT).
• Determinar el impacto del desorden molecular en la eficiencia de la fisión.
• Caracterice la cinética de la formación de tripletes en el DPT.

Principales métodos:

• Espectroscopia de absorción transitorio ultrarrápida con espectroscopia de absorción transitoria.
• Espectroscopia de emisión con resolución de tiempo.
• Análisis de las películas amorfas DPT.

Principales resultados:

• Las películas amorfas DPT exhiben un alto rendimiento de fisión de singlet (1,22 tripletes por singlet excitado).
• La formación de tripletes ocurre en dos escalas de tiempo: ~50% dentro de 1 ps, seguido de un crecimiento más lento durante cientos de picosegundos.
• Un modelo sugiere que la fisión ocurre en configuraciones específicas de dímeros dentro de la película desordenada.

Conclusiones:

• El trastorno molecular no inhibe necesariamente la fisión del excitón singleto.
• La naturaleza amorfa de la DPT y su estructura molecular específica facilitan una fisión eficiente.
• Los excitones singlet pueden difundirse a sitios favorables para la fisión en sistemas desordenados.