利用瞬态荧光技术研究单重态激子裂变的电荷转移模型

有机材料中单重态激子的裂变过程,由于其在有机光伏器件中的潜在应用而成为一个科学研究的热点.传统的观点采用电荷转移模型来解释激子裂变过程,即认为2个参与裂变的分子之间通过两次的电荷转移来实现分子状态的改变.而在电荷转移的物理图像中,又包括双空穴转移方式和双电子转移方式两种可能性.为了检验电荷转移模型的合理性,将能够发生激子裂变过程的红荧烯分子分别混合于其他4种有机分子中,这4种有机分子被当作间隔分子,用来分离混合膜中掺杂的红荧烯分子.对红荧烯分子与间隔分子,二者间HOMO能级的能量差构成空穴转移的隧穿势垒,而二者间LUMO能级的能量差构成电子转移的隧穿势垒.对4个样品发光衰减曲线的测量与分析表明,激子裂变的速率与电子隧穿势垒的高度具有明显的关联,这从实验角度首次印证了双电子转移模型而否定了双空穴转移模型.