基于三重态三重态湮灭上转换发光（TTA-UC）由于具有将低能光子高效转换为高能光子这一特性而受到各个领域的广泛关注。高的上转换发光量子效率（UC）是实现实际应用的关键，然而目前大多数报道的发光量子效率普遍较低，多为0.2左右。目前为止，三重态三重态湮灭上转换领域报道的最高量子效率为0.38（UC = 0.5为热力学极限），所以获得更高的上转换发光量子效率是该领域内亟待解决的难题。
图1. （a）敏化剂PtTPBP分子结构；（b）湮灭剂PCP分子结构；（c）PCP三重态最低非占据分子轨道示意图；（d）三重态三重态湮灭上转换机理图。
近日，国家纳米科学中心段鹏飞研究员团队和米兰比可卡大学Angelo Monguzzi团队共同设计合成了具有双发色团的苝衍生物（PCP）作为湮灭剂，实现了高达0.42的上转换发光量子效率，突破了该领域目前的世界纪录。
PCP由苝作为发色团，能够保证自身具有高发光量子效率。[2,2]对环芳烃的结构使得苝与苝之间呈一定扭曲构象且具有合适的距离，既可避免高浓度时分子间相互作用造成的发光猝灭，又可以保证高的三重态三重态湮灭效率。通过在四氢呋喃（THF）溶液中与合适的金属卟啉型敏化剂—铂（II）四苯基四苯并卟啉作为敏化剂，实现了从红光到青绿光高达0.42的上转换量子效率。根据该实验结果结合理论计算，研究人员验证了PCP分子与苝的能级结构类似，在三重态-三重态湮灭过程中不会产生更高能级的T2态，可以最大程度的产生S1，最终实现极高的上转换效率。
相关结果发表在Journal of Material Chemistry C上被评为热点文章（DOI: 10.1039/D1TC01569A）。
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