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三重感受性結合ポリマーの合成と興奮力学

Rolf Andernach ¹, Hendrik Utzat ^1,2, Stoichko D Dimitrov ¹

⁰†Centre for Plastic Electronics, Imperial College London, London, United Kingdom SW7 2AZ.

Journal of the American Chemical Society +

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2015年7月23日

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まとめ

研究者は効率的なエネルギー転送のための新しいポリマーを開発し,よりよいトリプル感受性太陽電池とアップコンバージョン層を可能にしました. この材料は,高度な光電子アプリケーションのためのシングレットからトリプレットポリマーエクシトンの感受性を促進します.

科学分野

材料科学
写真化学
ポリマー化学

背景

シングレットエクシトンをトリプルエクシトンに効率的に変換することは,高度な光電子装置にとって極めて重要です.
ポリチオフェンベースの材料は,エキソン操作のための有望なプラットフォームを提供します.
重金属複合体を組み込むことは,トリプル状態の生成のためのシステム間の交差を容易にすることができます.

研究の目的

統合プラチナ-ポルフィリン複合体 (TTP-Pt) を含むポリチオフェンベースの新型宿主-ゲスト共ポリマーを合成する.
合成材料の薄膜におけるエクシトンダイナミクスとトリプルエクシトン形成機構を調査する.
このシステムの三重感受性太陽電池とアップコンバージョン層での応用の可能性を評価する.

主な方法

Pt-ポルフィリン複合体 (TTP-Pt) を含む新しいポリチオフェンベースの宿主-ゲスト共ポリマーの合成.
複数の時間スケールで時間分解されたトランジント吸収スペクトロスコーピー (TAS) を使用してエクシトンダイナミクスの特徴化.
Pt-ポルフィリン複合体からポリマー骨格へのトリプルエキシトンの逆転を直接監視する.

主要な成果

ポリチオフェン-TTP-Pt共ポリマーの合成が成功し,効率的なシングレットからトリプレットポリマーエクシトン感受性を可能にしました.
ポリマーバックボーンからPt-ポルフィリンへのエクシトンの移転が実証され,その後,三重体状態へのシステム間横断が行われます.
Pt-ポルフィリンからポリマーへの60%のトリプルエキシトンの逆転が観察され,時間常数1087psであった.

結論

この新しい共ポリマーは,高効率のトリプルエクシトンの感受性および逆転を容易にし,ポリマーとポルフィリントリプルエクシトンの状態のバランスを示唆する.
ポリマー骨格におけるトリプレットの低拡散長さは,局所トリプレットの増加とトリプレット-トリプレットの破壊の可能性を高めます.
この材料の設計は,高度なトリプル感受性太陽電池とアップコンバージョン層を開発するための大きな希望を持っています.

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