光敏剂中上转换量子效率检测方案(分子荧光光谱)

荧光光谱助力研究，实验结果令人欣喜 JACS 川大 TTA 上转换实验结果获突破 今天的在线讲座中，伍晚花副教授围绕三线态湮灭上转换的机理与应用，以及伍老师所在课题组关于上转换发光性能优化方面所取得的进展，给大家分享了不少干货，相信大家已是收获满满。 后台不少小伙伴留言，希望了解一下去年川大在TTA上转换的实验成果。现在，让我们一起来回顾一下吧~ TTA上转换技术(三重态-三重态湮灭上转换Triplet-triplet Annihilation Upconversion) 可以将光子由低能量转化为高能量，对提高太阳能利用率有很大帮助，也因此被人们广泛的应用于光伏、光催化、荧光生物成像等领域。2017年日本钟化集团开发的一块180cm²太阳能电池，创下了26.6%的转换效率世界纪录，可惜依然未能突破30%的肖克利-奎伊瑟极限值。四川大学TTA上转换实验结果获得重大突破，未来或许有望进一步借助TTA上转换技术突破太阳能电池30%转换效率极限。 图片来源： pixabay TTA上转换技术核心关键在于实现较大反斯托克位移的同时，是否可以获得较高上转换量子效率。可惜常见上转换体系都很很实现这一目标。在目前已有的报道中， TTA上转换体系最大反斯托克位移也只有0.97eV， 且上转换效率仅为2.7%。近期四川大学化学学院杨成教授团队通过设计，实验获得了迄今为止最大反斯托克位移1.08 eV，并实现了高达21%的上转换量子效率。 四川大学实验获得迄今为止最大反斯托克位移1.08 eV 杨成教授团队是如何做到的呢?揭秘前我们需要先认识一下TTA上转换体系中的2大重要主角―—光敏剂及受体分子。TTA上转换过程中的能量转移，就是通过这两个角色间的不断碰撞实现的。 杨成教授及其团队的实验改进思路，便是针对光敏剂剂行优化处理。首先他们设计合成了一系列铂-席席碱配合物光敏剂，并利用化学修饰方法对这些光敏剂进行调节，来减少上转换过程中的能量损失，进而增加反斯托克位移。此外杨教授团队对这些光敏剂的光物理性质也进行了优化，用以提高实验效率。 最终效果如何呢?杨教授团队对敏化剂的室温发光、低温磷光以及磷光寿命分别进行了表征，同时对TTA上转换实验各项参数指标也进行了检测，如TTA上转换发光、上转换发光随浓度、功率的变化以及时间分辨发光光谱等。 最终检测结果显示优化后的上转换过程中能量损失由0.56 eV 减少到了0.18 eV，有效的增大了反斯托克斯位移，并最终获得目前为止最大反斯托克位移1.08 eV. 不仅如此，杨教授团队还将TTA上转换实验体系，由原来的无氧溶液实验环境扩展到了空空饱和的的氧溶液体系中，并在两种体系中分别实现了高达21%和14.8%的TTA上转换量子效率，这些结果都在表明突破肖克利-奎伊瑟极限理论限或许指日可待。 实验中，杨教授团队使用Fluoromax系列荧光光谱仪进行检测。他们利用Fluoromax系列荧光光谱仪高灵敏度 (SNR 16000： 1) 和超宽检测范围(200-1700nm可选)的特点，确保了实验结果的准确性；此外Fluoromax系列光谱仪功能齐全，可同时实现荧光、寿命和时间分辨光谱等的测试功能，这让他们的检测更加简单方便，大幅度提高了工作效率。 HORIBA FluoroMax+/(P/TCSPC)高灵敏一体式荧光光谱仪 四川大学的这些发现为提高太阳能转换效率带来颇具潜力的应用前景。这一研究成果近期也发表在Journal of the American Chemical Society。 文章作者： C. Fan.；L. Wei.； T. Niu.； M. Rao.； G. Cheng.；J. J. Chruma.； W. Wu .；C.Yang. 题目& 杂志： Efficient Triplet-Triplet Annihilation Upconversion with an Anti-Stokes Shift of 1.08 eVAchieved by Chemically Tuning Sensitizers. DOI：10.1021/jacs.9b05824. 课题组介绍： http：//www.yangchenggroup.com/ >>>>免责说明 HORIBA Scientific公众号所发布内容(含图片)来源于文章原创作者提供或互联网转载，文章版权、数据及所述观点归原作者原出处所有。HORIBA Scientific 发布及转载目的在于传递更多信息，以供读者阅读、自行参考及评述，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。如果您认为本文存在侵权之处，请与我们取得联系，我们会及时进行处理。HORIBAScientific 力求数据严谨准确，如有任何失误失实，敬请读者不吝赐教批评指正。我们也热欢欢迎您投稿并发表您的观点和见解。 >>>>HORIBA科学仪器事业部 HORIBA Scientific 致力于为科研及工业用户提供最先进的检测和分析工具及解决方案，如：光学光谱、分子光谱、元素分析、材料表征及表面分析等先进检测技术，旗下Jobin Yvon光谱技术品牌创立于1819年，距今已有200年历史。如今， HORIBA 的高品质科学仪器已经成为全球科研、各行业研发及质量控制的首选，之后我们也将持续专注科研领域，致力于为全球用户提供更好的服务。 供稿：范春英编辑：JoannaTTA上转换技术（三重态-三重态湮灭上转换Triplet-triplet Annihilation Upconversion）可以将光子由低能量转化为高能量，对提高太阳能利用率有很大帮助，也因此被人们广泛的应用于光伏、光催化、荧光生物成像等领域。2017年日本钟化集团开发的一块180cm2 太阳能电池，创下了26.6%的转换效率世界纪录，可惜依然未能突破30%的肖克利-奎伊瑟极限值。最近四川大学最新TTA上转换实验结果获得重大突破， 未来或许有望进一步借助TTA上转换技术突破太阳能电池30%转换效率极限。图片来源：pixabayTTA上转换技术核心关键在于实现较大反斯托克位移的同时，是否可以获得较高上转换量子效率。可惜常见上转换体系都很难实现这一目标。在目前已有的报道中，TTA上转换体系最大反斯托克位移也只有0.97 eV，且上转换效率仅为2.7%。近期四川大学化学学院杨成教授团队通过设计，实验获得了迄今为止最大反斯托克位移1.08 eV，并实现了高达21%的上转换量子效率。四川大学实验获得迄今为止最大反斯托克位移1.08 eV以光敏剂为切入点，优化TTA上转换实验杨成教授团队是如何做到的呢？揭秘前我们需要先认识一下TTA上转换体系中的2大重要主角——光敏剂及受体分子。TTA上转换过程中的能量转移，就是通过这两个角色间的不断碰撞实现的。杨成教授及其团队的实验改进思路，便是针对光敏剂进行优化处理。首先他们设计合成了一系列铂-席夫碱配合物光敏剂，并利用化学修饰方法对这些光敏剂进行调节，来减少上转换过程中的能量损失，进而增加反斯托克位移。此外杨教授团队对这些光敏剂的光物理性质也进行了优化，用以提高实验效率。荧光光谱助力研究，实验结果令人欣喜最终效果如何呢？杨教授团队对敏化剂的室温发光、低温磷光以及磷光寿命分别进行了表征，同时对TTA上转换实验各项参数指标也进行了检测，如TTA上转换发光、上转换发光随浓度、功率的变化以及时间分辨发光光谱等。最终检测结果显示优化后的上转换过程中能量损失由0.56 eV 减少到了0.18 eV，有效的增大了反斯托克斯位移，并最终获得目前为止最大反斯托克位移1.08 eV。不仅如此，杨教授团队还将TTA上转换实验体系，由原来的无氧溶液实验环境扩展到了空气饱和的有氧溶液体系中，并在两种体系中分别实现了高达21%和14.8%的TTA上转换量子效率，这些结果都在表明突破肖克利-奎伊瑟极限理论极限或许指日可待。实验中，杨教授团队使用Fluoromax系列荧光光谱仪进行检测。他们利用Fluoromax系列荧光光谱仪高灵敏度（SNR 16000：1）和超宽检测范围（200-1700nm可选）的特点，确保了实验结果的准确性；此外Fluoromax系列光谱仪功能齐全，可同时实现荧光、寿命和时间分辨光谱等的测试功能，这让他们的检测更加简单方便，大幅度提高了工作效率。HORIBA FluoroMax+/(P/TCSPC)高灵敏一体式荧光光谱仪四川大学的这些发现为提高太阳能转换效率带来颇具潜力的应用前景。这一研究成果近期也发表在Journal of the American Chemical Society。文章作者&论文直达文章作者：C. Fan.; L. Wei.; T. Niu.; M. Rao.; G. Cheng.; J. J. Chruma.; W. Wu*.; C. Yang*.题目&杂志：Efficient Triplet-Triplet Annihilation Upconversion with an Anti-Stokes Shift of 1.08 eV Achieved by Chemically Tuning Sensitizers.DOI:10.1021/jacs.9b05824.课题组介绍：http://www.yangchenggroup.com/>>>>  HORIBA科学仪器事业部HORIBA Scientific 致力于为科研及工业用户提供先进的检测和分析工具及解决方案，如：光学光谱、分子光谱、元素分析、材料表征及表面分析等先进检测技术，旗下Jobin Yvon光谱技术品牌创立于1819年，距今已有200年历史。如今，HORIBA 的高品质科学仪器已经成为全球科研、各行业研发及质量控制的选择，之后我们也将持续专注科研领域，致力于为全球用户提供更好的服务。