La relajación de los multifonos ralentiza la fisión de singletas en el hexaceno cristalino

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• La fotoquímica es la fotoquímica.
• Electrónica orgánica y electrónica orgánica.

Sus antecedentes:

• La fisión singleta (SF) es un proceso que convierte una excitación singleta en dos excitaciones tripletas.
• SF es una estrategia prometedora para aumentar la eficiencia de las células solares.
• Comprender los mecanismos de SF es crucial para el diseño de nuevos materiales.

Objetivo del estudio:

• Investigar la SF en el hexaceno cristalino para comprender las tendencias mecanicistas.
• Compare las tasas de SF en toda la familia de aceno (pentaceno, tetraceno, hexaceno).
• Desarrollar un marco teórico para las tasas de SF.

Principales métodos:

• Caracterización de la absorción óptica estática y transitoria en el hexaceno.
• Análisis teórico de los acoplamientos electrónicos y las tasas de SF.
• Desarrollo de la teoría microscópica.

Principales resultados:

• El hexaceno exhibe una escala de tiempo SF de 530 fs.
• El SF del hexaceno es significativamente más rápido que el tetraceno (10-100 ps) pero más lento que el pentaceno (80-110 fs).
• Un efecto de relajación multifónico debido a una gran exotermia explica la tasa de SF del hexaceno.

Conclusiones:

• Las tendencias mecanicistas de la SF se pueden dilucidar mediante el estudio de la familia de los acenos.
• La teoría microscópica desarrollada predice cuantitativamente las tasas de SF en acenos.
• Los hallazgos proporcionan una base para el diseño racional de materiales SF para aplicaciones de energía solar.