单组分太阳能电池Y6薄膜中激子组成和动力学的定量分析

非富勒烯受体如Y6已实现高效有机光伏器件，并推动了单组分架构的发展；然而，控制激子传输和电荷分离的微观机制仍在积极研究中。特别是，Frenkel-电荷转移激发与其与环境涨落耦合之间的相互作用使光吸收和后续激子动力学的描述复杂化。在此，使用超快瞬态吸收光谱探测与空穴传输层界面的Y6薄膜中的激子猝灭动力学。为了解释这些测量，我们开发了一个基于混合Frenkel-电荷转移态的分析模型，能够从实验数据中直接提取分子间电子耦合、电荷转移特性和系统-浴相互作用强度。分析揭示了激子态中20-40%的显著电荷转移混合，并确定了一个以离域介导的激子运动为特征的传输机制，而非纯扩散跳跃。与此解释一致，相应的猝灭动力学发生在界面约4 nm范围内的~1 ps时间尺度上，表明一种由激子离域促进的短程注入机制。除了为Y6提供物理参数外，这些结果建立了一个将光谱可观测性与微观传输机制联系起来的定量框架，并可推广到其他非富勒烯受体。