Unified model for singlet fission within a non-conjugated covalent pentacene dimer

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Details zur Publikation

Autor(en): Basel B, Zirzlmeier J, Hetzer C, Phelan BT, Krzyaniak MD, Seelam RR, Brana Coto P, Horwitz NE, Horwitz NE, Young RM, White FJ, Hampel F, Clark T, Thoss M, Tykwinski R, Wasielewski MR, Guldi DM
Zeitschrift: Nature Communications
Verlag: NATURE PUBLISHING GROUP
Jahr der Veröffentlichung: 2017
Band: 8
ISSN: 2041-1723


Abstract

When molecular dimers, crystalline films or molecular aggregates absorb a photon to produce a singlet exciton, spin-allowed singlet fission may produce two triplet excitons that can be used to generate two electron-hole pairs, leading to a predicted similar to 50% enhancement in maximum solar cell performance. The singlet fission mechanism is still not well understood. Here we report on the use of time-resolved optical and electron paramagnetic resonance spectroscopy to probe singlet fission in a pentacene dimer linked by a non-conjugated spacer. We observe the key intermediates in the singlet fission process, including the formation and decay of a quintet state that precedes formation of the pentacene triplet excitons. Using these combined data, we develop a single kinetic model that describes the data over seven temporal orders of magnitude both at room and cryogenic temperatures.


FAU-Autoren / FAU-Herausgeber

Basel, Bettina
Lehrstuhl für Physikalische Chemie I
Brana Coto, Pedro Dr.
Professur für Theoretische Physik mit dem Schwerpunkt Elektronentransport in Molekülen
Clark, Timothy apl. Prof. Dr.
Computer-Chemie-Centrum
Guldi, Dirk Michael Prof. Dr.
Lehrstuhl für Physikalische Chemie I
Hampel, Frank Dr.
Lehrstuhl für Organische Chemie I
Hetzer, Constantin
Lehrstuhl für Anorganische und Allgemeine Chemie
Seelam, Rajagopala Reddy, Ph.D.
Professur für Theoretische Physik mit dem Schwerpunkt Elektronentransport in Molekülen
Thoss, Michael Prof. Dr.
Professur für Theoretische Physik mit dem Schwerpunkt Elektronentransport in Molekülen
Tykwinski, Rik Prof.
Lehrstuhl für Organische Chemie I
Zirzlmeier, Johannes Dr.
Lehrstuhl für Physikalische Chemie I


Autor(en) der externen Einrichtung(en)
Northwestern University
Rigaku Europe SE


Zitierweisen

APA:
Basel, B., Zirzlmeier, J., Hetzer, C., Phelan, B.T., Krzyaniak, M.D., Seelam, R.R.,... Guldi, D.M. (2017). Unified model for singlet fission within a non-conjugated covalent pentacene dimer. Nature Communications, 8. https://dx.doi.org/10.1038/ncomms15171

MLA:
Basel, Bettina, et al. "Unified model for singlet fission within a non-conjugated covalent pentacene dimer." Nature Communications 8 (2017).

BibTeX: 

Zuletzt aktualisiert 2019-13-01 um 07:09