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掺镱铯铅卤钙钛矿固体纳米晶体的双发射与两种电荷转移态
摘要： 在掺镱钙钛矿固体纳米晶体中，除了Yb3?离子的近红外发射外，还观察到了一些异常现象。本文系统研究了掺杂动力学和能量传递过程。钙钛矿纳米晶体在可见光区呈现的独特双峰光致发光（PL）可分别归因于其近表面区域与内部区域的辐射复合?；谒錚L的深入研究阐明了钙钛矿纳米晶体的掺杂动力学过程：当稀土离子在近表面区域的掺杂浓度超过特定阈值后，掺杂离子开始向主体纳米晶体内部迁移。掺镱钙钛矿固体纳米晶体的异常激发光谱可通过两个电荷转移（CT）态来解释——分别位于~24000 cm?1（CT1）和~21460 cm?1（CT2），且二者均能在钙钛矿主体的近表面区域观测到。值得注意的是，通过CT2态实现的Yb3?离子近红外发射寿命比通过CT1态（毫秒量级）快三个数量级，后者应定位于钙钛矿纳米晶体表面。这些发现为理解掺稀土离子全无机钙钛矿纳米晶体的动态载流子行为及表面效应（以实现功能拓展）提供了关键依据。
关键词： 双发射、动力学过程、稀土、电荷转移态、钙钛矿固体纳米晶体、能量转移
更新于2025-09-23 15:21:01
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高效有机光伏电池中局域激子与电荷转移态杂化的调控
摘要： 降低能量损失是提高有机光伏（OPV）电池效率最可行的方法之一。最新研究表明，非辐射能量损失（ΔEnr）是阻碍当前最先进OPV电池性能进一步提升的主要因素。然而，目前尚缺乏抑制ΔEnr的OPV材料理性分子设计策略。本研究以分子表面静电势（ESP）作为定量参数，建立了化学结构与分子间相互作用之间的普遍关联。结果表明：增大给体与受体间的ESP差异会增强分子间相互作用。在OPV电池中，这种增强的分子间相互作用会提高电荷转移（CT）态在混合局域激子中的比例以促进电荷产生，但同时会导致更大的ΔEnr。这些发现表明，精细调控OPV材料的ESP是进一步提升电池效率的可行途径。
关键词： 杂化、电荷转移态、分子间相互作用、有机光伏电池、非辐射能量损失
更新于2025-09-23 15:19:57
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通过异相电子自旋回波光谱研究有机光伏共混物PCDTBT/PC<sub>71</sub>BM中的双分子复合
摘要： 有机太阳能电池工作的关键过程是在光照下的电荷分离。由于有机材料的低介电常数，界面电荷转移态（CTS）内的库仑吸引力大于热能。理解有机给体/受体界面电荷分离的机制仍然是一个挑战，这需要对CTS时间演化的了解。为解决这一问题，通过异相电子自旋回波（ESE）研究了基准光伏混合物PCDTBT/PC71BM中的CTS?？⒘巳范ㄌ囟ǖ缱?空穴距离下CTS复合速率的方案。通过模拟PCDTBT/PC71BM混合物中CTS的异相ESE轨迹，可以精确确定电子-空穴距离分布函数及其随激光闪光后延迟增加的演化。在20 K温度下热化时，检测到高达6 nm的电荷分离距离。假设复合速率呈指数衰减，估算出PCDTBT/PC71BM混合物的衰减因子β = 0.08 ??1。如此低的衰减因子可能是由于空穴沿PCDTBT链的高度离域化所致。
关键词： PCDTBT/PC71BM共混物、电子自旋回波、成对复合、有机太阳能电池、电荷转移态
更新于2025-09-23 15:19:57
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延迟荧光发射体助力三元有机太阳能电池实现近17%效率，兼具增强的存储稳定性与降低的复合能量损失
摘要： 电荷转移态（CT）在激子扩散、解离及电荷复合机制中起着重要作用。通过增强CT激子的利用并抑制其复合过程，是提升有机太阳能电池（OSC）性能的有效途径。本研究提出一种有效方法：在OSC中引入延迟荧光（DF）发射体3,4-双(4-(二苯氨基)苯基)苊并[1,2-b]吡嗪-8,9-二腈（APDC-TPDA）。该材料的长寿命单线态激子可向聚合物给体转移以延长激子寿命，从而确保充分的扩散与解离时间；同时其高三线态能级（T1）能有效阻止CT态向T1态的反向能量转移。含APDC-TPDA的三元OSC实现了16.96%的高光电转换效率（PCE），并将复合能量损失降至0.46 eV。值得注意的是，该三元器件还展现出优异的存储稳定性——储存55天后仍保持初始效率的96%。此外，这种三元策略具有普适性，采用不同DF发射体的多种OSC体系均获得显著增效。这些结果表明，三元策略为高性能OSC设计提供了新思路。
关键词： 延迟荧光、复合能量损失、有机太阳能电池、电荷转移态、储能稳定型太阳能电池
更新于2025-09-23 15:19:57
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基于聚集诱导发光体构建高效高位电荷转移态实现高性能非掺杂蓝色有机发光二极管
摘要： 目前仍迫切需要能够同时在薄膜中实现高光致发光量子产率（PLQY）和在电致发光（EL）过程中实现高激子利用率（EUE）的高质量蓝色发光体。本研究通过构建具有聚集诱导发光（AIE）特性的低位局域激发（LE）态和高位电荷转移（CT）态（作为有效的三重态到单重态转换通道），开发出一种可借鉴的蓝色发光体分子设计策略。研究人员设计了插入对氰基和邻甲基基团的2TriPE-BPI-MCN，以与其基质框架（2TriPE-BPI）进行对比。二者具有相似的最低单重态（S1）特性——呈现蓝色发光且在薄膜中无浓度猝灭现象；但2TriPE-BPI-MCN因其S2态CT特性而对静水压力表现出异常响应。因此，2TriPE-BPI-MCN能比2TriPE-BPI捕获更多电生激子，从而在非掺杂蓝色有机发光二极管（OLED）中展现出更优异的EL性能（色坐标CIEx,y = 0.153, 0.147），其外量子效率高达4.6%且效率滚降可忽略不计。这些发现为开发高性能非掺杂蓝色OLED用高质量蓝色发光体开辟了可行途径。
关键词： 有机发光二极管、蓝光发射、静水压、聚集诱导发光、电荷转移态
更新于2025-09-19 17:13:59
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高效有机光伏电池中局域激子与电荷转移态杂化的调控
摘要： 降低能量损失是提高有机光伏（OPV）电池效率最可行的方法之一。最新研究表明，非辐射能量损失（）是阻碍当前先进OPV电池性能进一步提升的主导因素。然而，目前尚缺乏抑制的OPV材料理性分子设计策略。本研究以分子表面静电势（ESP）作为定量参数，建立了化学结构与分子间相互作用之间的普适关系。结果表明，增大给体与受体间的ESP差异能增强分子间相互作用。在OPV电池中，这种增强的分子间相互作用会提高电荷转移（CT）态在与局域激子复合中的比例以促进电荷产生，但同时会导致更大的。这些发现表明，精细调控OPV材料的ESP是进一步提升电池效率的可行途径。
关键词： 杂化、电荷转移态、分子间相互作用、有机光伏电池、非辐射能量损失
更新于2025-09-19 17:13:59
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多态性如何影响有机光伏中的界面电荷转移态？
摘要： 有机光伏（OPV）器件中的体异质结是由聚合物（电子给体）与电子受体材料（通常是官能化富勒烯）组成的混合物，该结构对器件运行至关重要——激子在此处分裂为电子和空穴以产生电流。非富勒烯受体（NFAs）是提升器件效率的潜力新材料，其与电子给体聚合物的固态排列方式对电荷迁移率和OPV器件性能具有决定性影响。尽管已有大量NFA研究，但当前认知多源于经验性考量，关于堆积方式如何影响材料电荷传输特性的原子级机理阐释仍十分有限。本研究通过大规模（最高含3462个原子）密度泛函理论（DFT）模拟，针对实际尺寸的多种聚合物-NFA界面（其NFA区域由同种材料的多晶型体构成）的基态与激发态进行了研究，从而弥合了实验现象与"分子间π-π堆积作用在NFA相中的重要性"这一直观认知之间的鸿沟。研究表明：低连接度会导致激子高度局域化，而高连接度相中的激子能够实现多向离域；值得注意的是，还观测到具有三维离域特性的激子，其迁移率呈现各向同性特征（类似富勒烯体系）。此外，在具有高度互联NFA相的体系中，不仅观察到更低的电荷转移激子结合能，还发现聚合物最低激发态与界面首电荷转移态之间的能量损失更低，这表明此类界面的激子分裂概率更高，有望实现器件效率的提升。
关键词： 有机光伏、非富勒烯受体、DFT模拟、多晶型、电荷转移态
更新于2025-09-16 10:30:52
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通过液晶客体给体实现三元有机太阳能电池中的中介非复合重组
摘要： 通过三元共混方法可提升有机太阳能电池（OSC）中光子吸收密度并增强光电流。与已报道的高效三元OSC不同，这些新兴器件中的电荷复合特性及载流子损失机制尚不明确。本研究将小分子给体BTR作为客体组分引入PCE-10:PC71BM二元体系后发现：由于双分子复合减弱，三元器件相比二元体系的光生载流子复合损失得以降低。BTR的引入改变了电荷提取与复合过程的平衡关系，使平衡向电荷提取方向偏移，从而提升了三元器件的填充因子。经此优化，三元太阳能电池的功率转换效率从8.8%（PCE-10:PC71BM）提升至10.88%。研究还发现三元电池的电压损失略有降低，这与电荷转移态能量升高相关。第三客体给体带来的这些优势，对改善有机三元太阳能电池中决定光伏效率的关键光物理过程具有重要意义。
关键词： 电荷转移态、小分子给体、电压损失、三元太阳能电池、电荷复合
更新于2025-09-16 10:30:52
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太阳能电池在电偏压和光偏压下的亚带隙外量子效率测量灵敏度
摘要： 对半导体带隙以下光子能量产生光电流的外量子效率（EQE）测量，一直是理解乌尔巴赫尾效应和陷阱态动力学等现象的重要工具。亚带隙EQE的形态还能揭示分子系统（如有机半导体）中电荷光生过程核心的分子间与分子内态微妙而重要的物理特性。本研究考察了不同电学与光学偏置条件下，光学噪声和电学噪声对EQE测量灵敏度的影响，并展示了如何将动态范围提升至前所未有的>100分贝。我们识别并研究了若干限制灵敏度的仪器与器件相关因素：测量系统的电学噪声基底；闪烁噪声与拾取噪声；照明光源杂散光；光偏置源的光子噪声；电压偏置源的电学噪声；以及器件分流电阻限制的热噪声与电学散粒噪声。通过理解和最小化这些因素的影响，我们成功检测到有机与无机太阳能电池系统中带隙以下微弱吸收特征产生的EQE信号——这些光子能量远低于材料带隙。我们还观测到了有时会被误认为（例如）直接激发的电荷转移态光电流的亚带隙低精细度腔干涉效应。
关键词： 光电流光谱学、亚带隙吸收、灵敏的外量子效率、陷阱态、太阳能电池、电荷转移态
更新于2025-09-12 10:27:22
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受体结晶度对PTB7-Th:ITIC有机太阳能电池开路电压的影响
摘要： 基于ITO/ZnO/PTB7-Th:ITIC/MOO3/Ag有机太阳能电池(OSCs)，通过多种研究方法探讨了溶液性质对器件形貌及性能的影响。原子力显微镜(AFM)和掠入射广角X射线散射(GIWAXS)证实，溶液组分对活性层的形貌和结晶度具有重要影响，导致器件开路电压(VOC)出现显著差异。电致发光(EL)光谱测量进一步发现，活性层中ITIC受体的结晶度与器件电荷转移态(CTS)能量相关。本研究表明，结晶度变化引起的CTS能量偏移与开路电压的提升直接相关。
关键词： 开路电压、形貌、电荷转移态、结晶度、有机太阳能电池
更新于2025-09-12 10:27:22