近日，山東大學(xué)物理學(xué)院郝曉濤教授帶領(lǐng)的有機(jī)光電子學(xué)團(tuán)隊在有機(jī)半導(dǎo)體激發(fā)態(tài)量子新效應(yīng)研究中取得新進(jìn)展。

山東大學(xué)消息顯示，研究團(tuán)隊通過使用多種光物理表征技術(shù)構(gòu)筑了基于PM6和BTP-eC9體系的二元及多元有機(jī)光伏器件在熱致衰減過程中電-聲耦合演化與光生載流子俘獲動力學(xué)之間的關(guān)聯(lián)圖像。通過四元策略協(xié)同地調(diào)控分子堆積可以抑制非富勒烯分子的聚集并維持更加穩(wěn)定的分子間電-聲耦合，從而抑制缺陷態(tài)對光生載流子的俘獲能力。最終四元策略實現(xiàn)了有機(jī)光伏器件效率和穩(wěn)定性的同時提高。該工作不僅為有機(jī)光伏器件穩(wěn)定性研究提供了新的光物理視角，而且為進(jìn)一步發(fā)展高效穩(wěn)定的有機(jī)太陽電池提供了新的策略。

此外，研究團(tuán)隊還通過構(gòu)建二維到三維的有機(jī)無機(jī)異質(zhì)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了對并四苯/MoS2 II型能帶排列異質(zhì)結(jié)構(gòu)中擴(kuò)散過程、載流子轉(zhuǎn)移速率和提取效率的有效調(diào)控。通過關(guān)聯(lián)一維擴(kuò)散模型的擴(kuò)散機(jī)制，系統(tǒng)揭示了載流子注入和擴(kuò)散過程間的依賴性關(guān)系。借助溫度相關(guān)的時間分辨光譜，證明陷阱相關(guān)復(fù)合在低溫條件下會進(jìn)一步限制層間載流子有效提取。相關(guān)結(jié)果表明, 在二維有機(jī)無機(jī)異質(zhì)結(jié)構(gòu)中，激子擴(kuò)散長度獲得增長，從而促進(jìn)了電子轉(zhuǎn)移速率和載流子提取效率的提升。該工作為制備理想能帶對齊的二維異質(zhì)結(jié)構(gòu)提供了重要指導(dǎo), 為功能性二維光電器件的構(gòu)筑提供了新的研究策略。（校對/小北）