克日，，
，
，，，理学院物理系张杰副教授与大阪大学Masanori Sakamoto教授、庆应义塾大学Hayato Sakai教授以及韩国三星显示研究中心Kim Hyeon-Deuk教授等研究职员相助，，
，
，，，在国际光子学顶级期刊《Nature Photonics》上在线揭晓题为“Molecular quantum-dot orbital hybridization supports efficient endothermic singlet exciton fission”的主要研究论文
。。。。。该论文张杰副教授为第一作者，，
，
，，，Masanori Sakamoto教授、Hayato Sakai教授以及Kim Hyeon-Deuk教授为配合通讯作者
。。。。。

单线态激子裂分（SF）是一种能够将一个高能光子引发的单线态激子转化为两个低能三线态激子的光物理历程，，
，
，，，其理论量子效率可达200%，，
，
，，，被以为是突破古板太阳能电池肖克利-奎伊瑟（Shockley–Queisser）理论效率极限的要害路径之一
。。。。。然而，，
，
，，，适用于硅基太阳能电池的大都裂分质料（如并四苯等并苯类分子）属于“吸热型”裂分系统，，
，
，，，即天生的两个三线态激子总能量高于初始单线态激子，，
，
，，，导致该历程在热力学上倒运，，
，
，，，反向反映难以阻止，，
，
，，，裂分效率恒久受限
。。。。。怎样高效实现吸热型单线态激子裂分，，
，
，，，一直是该领域的焦点难题
。。。。。

针对这一瓶颈，，
，
，，，相助团队立异性地将并四苯分子修饰在差别组分的量子点（CdTe、CdSe、CdS）外貌，，
，
，，，修建了分子-量子点复合系统
。。。。。通过飞秒至纳秒时间分辨瞬态吸收光谱、全局拟合剖析以及第一性原理盘算，，
，
，，，系统考察了三种量子点系统中的裂分动力学行为
。。。。。

研究首次发明，，
，
，，，在CdTe量子点外貌，，
，
，，，并四苯分子与量子点之间爆发了显著的轨道杂化，，
，
，，，形成了一种全新的中心态—杂化态（Hybridised State, HS）
。。。。。该杂化态在能量上靠近分子引发态，，
，
，，，能够有用降低吸热历程的能垒，，
，
，，，增进多激子态（即耦合的三线态对）的快速天生
。。。。。相比之下，，
，
，，，在CdSe和CdS量子点外貌，，
，
，，，杂化较弱或缺失，，
，
，，，裂分效率显著降低
。。。。。

实验数据显示，，
，
，，，在CdTe–并四苯系统中多激子态的产率靠近200%，，
，
，，，最终疏散为自由三线态激子的产率抵达95%，，
，
，，，险些实现了完全裂分
。。。。。动力学剖析批注，，
，
，，，杂化态的保存不但加速了裂分历程，，
，
，，，尚有用抑制了反向重组反映，，
，
，，，使得三线态激子在微秒时间标准上稳固保存，，
，
，，，为后续的电荷疏散或能量转移提供了有利条件
。。。。。这一发明不但深化了对吸热型单线态激子裂分微观机制的明确，，
，
，，，也为设计高效率有机-无机杂化光伏质料、尤其是用于硅基叠层太阳能电池的敏化层提供了明确的理论指导
。。。。。

《Nature Photonics》是国际光子学领域的顶级期刊，，
，
，，，由Springer Nature出书，，
，
，，，专注于光子学基础与应用研究
。。。。。该期刊在学术界享有较高声誉，，
，
，，，揭晓的文章通常具有主要的科学意义和应用价值
。。。。。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41566-026-01908-0