单线态分裂的超快光谱学研究引用信息CitationActaPhysicaSinica,64,094210(2015.pdf

单线态分裂的超快光谱学研究 张博 张春峰 李希友 王睿 肖敏 Ultrafast spectroscopic study for singlet fission Zhang Bo Zhang Chun-Feng Li Xi-You Wang Rui Xiao Min 引用信息 Citation: Acta Physica Sinica, 64, 094210 (2015) DOI: 10.7498/aps.64.094210 在线阅读View online: /10.7498/aps.64.094210 当期内容View table of contents: /CN/Y2015/V64/I9 您可能感兴趣的其他文章 Articles you may be interested in 采用瞬态EL和延迟EL测试方法研究磷光掺杂体系的内部发光过程 Research on the emission process of doped PhOLED by transient EL and delay luminescence measure- ment 物理学报.2014, 63(21): 217801 /10.7498/aps.63.217801 掺铒光纤中亚稳态粒子振荡和慢光时间延迟关系研究 Study on the relationship between the population of metastable state and time delay in an erbium-doped optical fiber 物理学报.2013, 62(21): 214205 /10.7498/aps.62.214205 基于注入半导体激光器的微波副载波相位调制信号产生 Generation of microwave subcarrier phase modulation signal based on optical injection into a semicon- ductor laser 物理学报.2012, 61(5): 054208 /10.7498/aps.61.054208 物 理 学 报 Acta Phys. Sin. Vol. 64, No. 9 (2015) 094210 专题: 庆祝南京大学物理学科成立100周年 单线态分裂的超快光谱学研究? 张博1) 张春峰1)? 李希友2) 王睿1) 肖敏1)3)? 1)(南京大学固体微结构物理国家重点实验室, 物理学院, 南京 210093) 2)(中国石油大学 (华东), 理学院, 青岛 266580) 3)(阿肯色大学物理系, 费耶特维尔市, 美国 72701) ( 2015年 2月 9日收到; 2015年 3月 18日收到修改稿 ) 有机分子中的单线态分裂过程能将单个光激发的单线态激子转化成两个三线态激子. 借助此载流子倍增 效应, 太阳能电池可以更有效地利用太阳光谱中的高能光子, 进而突破单结太阳能电池效率的理论极限. 因 此, 单线态分裂备受关注. 本文回顾学术界对单线态分裂物理图像的认识以及争议, 结合课题组近年来的一 些结果, 重点总结此领域中运用瞬态光谱学方法取得的实验进展, 讨论有关多激子中间暗态机理的不同观点, 并介绍单线态分裂材料的发展以及器件应用. 关键词: 瞬态光谱, 分子间作用, 三线态激子, 有机光伏电池 PACS: 42.50.Md, 78.47.jb, 78.47.jd, 78.47.jm DOI: 10.7498/aps.64.094210 1 引 言 近些年, 以光电转换为代表的太阳能利用技术 得到巨大发展, 使太阳能在能源结构中逐渐占据重 要地位. 这一技术的发展对于缓解化石能源危机, 减少环境污染, 具有突出意义. 随着半导体工艺水 平的进步, 太阳能电池的效率日益接近理论极大 值. 如何降低成本, 突破现有理论框架下的效率极 限, 成为太阳能电池研究的核心问题. 一般认为, 单结太阳能电池的效率极值为 33%, 此即细致平衡效率极限 (detailed balance limit of efficiency) [1]. 这是诺贝尔奖得主Shock- ley教授和他的助手Queisser在1961年通过理论计 算得出的, 因而也被称为Shockley-Queisser极限 (简称为SQ极限) [1]. 细致平衡原理的推导过程中 设定了一些物理假设, 其中最重要的是吸收一个光 子只能产生一个电子空穴对, 且高于带宽的能量 将以热能的形式损失. 然而, 如果重新审视相应的 物理基础, 这一假设是有可能避开的. 最近, 一些 新的太阳能电池设计理念被提出, 如热载流子电 池 [2?4]和多激子产生电池概念 [5?7]. 多激子产生 (mu