Rozszczepienie singletowe (SF), zjawisko mające potencjał do znacznego zwiększenia wydajności ogniw fotowoltaicznych, daje nadzieję na zastosowanie w ogniwach słonecznych, szczególnie poprzez użycie tetracenów, znanych z ich wysokiej energii tripletów. Pomimo ich potencjału, dimery tetracenu wykazały ograniczoną wydajność SF, co przypisuje się niekorzystnemu ułożeniu poziomów energii stanów singletowych i tripletowych. Co ciekawe, tetracen w stanie stałym natomiast demonstruje wysoką wydajność tworzenia tripletów, co wzbudza zainteresowanie mechanizmami tego zjawiska.
Nasze badanie wprowadza nową architekturę molekularną i syntezę rdzenia heksafenylbenzenu ozdobionego od 2 do 6 chromoforami tetracenu. Takie ułożenie, spowodowane zatłoczeniem sterycznym, sprzyja przestrzennemu sprzężeniu między chromoforami tetracenu, służąc jako świetny model dla organizacji chromoforów w stanie stałym. W badaniach tych dokonaliśmy ważnego odkrycia: wydajność kwantowa rozszczepienia singletowego dramatycznie wzrasta wraz z dodaniem przestrzennie sprzężonych jednostek tetracenu, przy czym heksamer osiąga bezprecedensową wydajność 196% w formowaniu par tripletowych – co odpowiada tworzeniu dwóch elektronów z jednego fotonu w baterii słonecznej.
M. Majdecki, C. H. Hsu, C. H. Wang, E. Hsue-Chi Shi, M. Zakrocka, Y. C. Wei, B. H. Chen, C. H. Lu, S. D. Yang, P. T. Chou, P. Gaweł, „Singlet Fission in a New Series of Systematically Designed Through-space Coupled Tetracene Oligomers”, Angew. Chem. Int. Ed.