Generating Long-Lived Triplet Excited States in Narrow Bandgap Conjugated Polymers
作者:Jose M. Marin-Beloqui、Daniel G. Congrave、Daniel T. W. Toolan、Stephanie Montanaro、Junjun Guo、Iain A. Wright、Tracey M. Clarke、Hugo Bronstein、Stoichko D. Dimitrov
DOI:10.1021/jacs.2c12008
日期:2023.2.15
Narrow bandgap conjugated polymers are a heavily studied class of organic semiconductors, but their excited states usually have a very short lifetime, limiting their scope for applications. One approach to overcome the short lifetime is to populate long-lived triplet states for which relaxation to the ground state is forbidden. However, the triplet lifetime of narrow bandgap polymer films is typically
窄带隙共轭聚合物是一类研究较多的有机半导体,但它们的激发态寿命通常很短,限制了它们的应用范围。克服短寿命的一种方法是填充长寿命的三重态,禁止弛豫到基态。然而,窄带隙聚合物薄膜的三线态寿命通常限于几微秒。在这里,我们研究了薄膜形态对基于具有增溶烷基侧链 C 16 和 C 2 C 6 的经典苯并二噻吩单体单元的红光共轭聚合物中三重态动力学的影响然后使用 Pd 卟啉敏化作为改变三重态动力学的进一步策略。使用瞬态吸收光谱,我们证明了结晶度更高的非敏化聚合物 C 2 C 6的三重态寿命为 0.45 毫秒,比通常报道的长 2-3 个数量级,而无定形 C 16的寿命仅为 5 微秒。增加的部分原因是延迟了更结晶的 C 2 C 6中的双分子电子-空穴复合,其中预期电荷复合的能量势垒更高。通过将 5% 的 Pd 卟啉共价结合到 C 16中,还实现了 0.4 ms 的三重态寿命聚合物,它在聚合物和卟啉之间引入了