Adv. Sci.: 非重金属PDI衍生有机磷光分子用于有机光伏器件

       研究人员发现，基于三重态激子的有机磷光分子可能用于下一代新型有机光电材料和光电化学器件。北京工业大学梁宁宁，清华大学王朝晖、Deping Hu等首次报道发展了两种不含重原子的室温磷光电子受体分子，具有本征长寿命三重态激子。得到的两种三维全共轭结构刚性苝酰亚胺PDI（perylene imide）是目前最好的非富勒烯宽能带电子受体（≈2.1 eV），室温磷光寿命τ=66 μs，同时表现较低的单重态-三重态分裂能（≈0.13 eV）。

       在合成的分子中，相邻的PDI单元表现了巨大的空间拥挤度，因此对S1和T1电子结构实现显著的调控。通过调控S1、T1的能量，同时分子具有的完全刚性分子结构，实现了系间窜越速率和荧光/磷光比例更好的平衡，因此能带从PDI单体的ET1=1.2 eV提高至2.1 eV。

       高度离域的特征导致这种分子的供体-受体界面上，三重态电荷传输能够解离形成自由状态的电荷，因此这种室温磷光电子受体构建的有机太阳能电池器件实现了高达84 %的内量子效率，电荷收集能力达到94 %。

        Ningning Liang*, Guogang Liu, Deping Hu*, Kai Wang, Yan Li, Tianrui Zhai, Xinping Zhang, Zhigang Shuai, He Yan, Jianhui Hou, Zhaohui Wang*, Heavy-Atom-Free Room-Temperature Phosphorescent Rylene Imide for High-Performing Organic Photovoltaics, Adv. Sci. 2021, 2103975 DOI: 10.1002/advs.202103975 https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202103975