【材料】太原理工JACS：基于醌式聚合物的高效单线态激子裂分材料

近日，太原理工大学王龙博士、首都师范大学付红兵教授和美国劳伦斯伯克利国家实验室 (LBNL) Liu Yi博士联合报道了一类基于醌式聚合物、高效稳定的全新激子裂分材料。

       随着能源危机和环境污染问题的日渐严峻，太阳能作为一种绿色清洁能源广受关注，将太阳能转化为电能的光伏器件产业迅猛发展。单线态激子裂分 (Singlet Fission) 是有机半导体材料吸收一个高能光子、产生一个高能单线态激子并将其转化为两个三线态激子的多激子生成过程。将此过程应用在光伏器件中，可以有效降低热损耗的同时，使得器件内光电流增倍，从而能够大幅度提高光电转化效率。因此，发展新型高效稳定、适合器件应用的激子裂分材料成为该领域研究热点。有机聚合物材料因其易合成修饰、质轻、便于溶液化处理、兼备优良半导体特性和机械加工特性等优势，目前广泛应用于高性能的有机光伏器件中。因此，设计发展高效的聚合物激子裂分材料对于激子裂分的实际光伏器件应用具有重要的意义。然而相比于小分子类型，目前已报道的聚合物激子裂分材料体系非常有限，同时对于其多激子态后续分离的研究很少。

       文章中研究者们通过时间分辨瞬态光谱等表征手段，发展了一类高效、稳定的聚合物激子裂分体系。在此基础上对该体系的激子裂分动力学，尤其是多激子态后续的分离情况进行了详细研究，为该体系的实际应用奠定了基础。

图1. 基于醌式聚合物、高效稳定的新型激子裂分材料。

图2. 时间分辨的瞬态光谱表征。

相关研究成果在线发表于Journal of the American Chemical Society 上。太原理工大学王龙博士、首都师范大学付红兵教授和美国劳伦斯伯克利国家实验室 Liu Yi博士是该论文的共同通讯作者。该研究得到科技部、国家自然科学基金委、万人计划等项目的支持。

        原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面）：

Singlet Fission in a para-Azaquinodimethane-based Quinoidal Conjugated Polymer Long Wang*, Xuncheng Liu, Xiaomei Shi, Christopher L. Anderson, Liana M. Klivansky, Yi Liu*, Yishi Wu, Junwu Chen, Jiannian Yao, Hongbing Fu* J. Am. Chem. Soc., 2020, 142, 17892–17896, DOI: 10.1021/jacs.0c06604