单线态裂分（Singlet Fission,SF）可以将一个高能量的单线态激子转化成两个低能量的三线态激子,从而实现光子的下转化,具有提升有机太阳能电池光电转换效率的潜力。因此,近几年单线态裂分受到人们的广泛关注。至今为止,人们研究最多的SF材料当属有机小分子晶体材料。但晶体材料的光物理性质比较复杂,限制了其在有机太阳能电池中的应用。为了克服上述问题,人们提出了共价键连接的有机小分子聚集体中的SF这一概念。有机小分子的结构确定,性质可调,有利于建立结构与性质之间的关系。但有机小分子聚集体中所产生的三线态的寿命特别短（皮秒量级）,原因是此类材料所产生的两个三线态集中在单个分子上,易于发生三线态对的湮灭。这显然不利于其在有机太阳能电池中的应用,因为三线态激子在未到达“给体-受体”界面发生电荷分离之前就已经湮灭,从而达不到提高电池光电转化效率的目的。基于此,我们提出了在超分子聚集体中实现高效率SF的课题。超分子聚集体可以轻松实现分子之间相互作用的调节以及一定范围内分子的有序排列。多分子的有序排列可以为三线对的分离提供足够的空间。因此,我们有理由相信在超分子聚集体中不但可以实现高效率的SF,而且可以取得长寿命的三线态。具体研究内容如下:（1）聚乙二醇（PEG）链取代的并四苯超分子聚集体中的单线态裂分在本章工作中,我们首先合成了两种不同长度PEG链取代的并四苯衍生物（Ph Tc-PEG-1和Ph Tc-PEG-2）,并将它们在水相中利用再沉淀方法组装成超分子聚集体。扫描电子显微镜显示两种化合物在水相中形成球形纳米颗粒。纳米颗粒的吸收最大峰相对于溶液中其单体的吸收峰发生了明显的红移,表明纳米颗粒中并四苯结构单元之间具有较强的相互作用。但是具有长PEG链的Ph Tc-PEG-2纳米颗粒中并四苯之间的相互作用要略弱于具有短PEG链的Ph Tc-PEG-1中的相互作用。这两种纳米颗粒受到光激发之后均可以经由电荷转移态进行单线态裂分,但是它们的单线态裂分效率均比较低,这说明电荷转移态的形成不利于单线态裂分的进行。另外,Ph Tc-PEG-2纳米颗粒中的单线态裂分效率要低于Ph Tc-PEG-1纳米颗粒中的,这主要是由于Ph Tc-PEG-2纳米颗粒中较弱的相互作用导致的。这说明对并四苯进行修饰的时候要尽量避免长的PEG链,因为长PEG链会降低纳米颗粒中并四苯之间的相互作用,从而降低单线态裂分的效率。这为制备具有高效率单线态裂分的纳米颗粒所需的并四苯的修饰提供了新的见解。（2）PEG链连接的并四苯二聚体的超分子聚集体中的单线态裂分本章中,我们利用不同长度的PEG链将并四苯衍生物连接成二聚体,并将它们在水相中制备成超分子聚集体。聚集体表现为球形的纳米颗粒。稳态的吸收和荧光光谱显示聚集体中并四苯之间具有较强的相互作用,但是PEG链的长短对于纳米颗粒中并四苯之间的相互作用影响非常的小。时间分辨的荧光光谱和瞬态吸收光谱证明纳米颗粒受到光激发之后均能经过电荷分离态的中间体进行单线态裂分,但是单线态裂分的效率相对较低,说明电荷分离态的形成不利于单线态裂分的进行。所以在今后的新型的单线态裂分材料的设计时要尽量避免电荷转移态的形成。（3）共价键连接的正交并四苯二聚体中的单线态裂分本章合成了两种单键连接的正交并四苯二聚体,二聚体中两个并四苯之间的基态相互作用非常弱。值得注意的是,二聚体的荧光最大峰随着溶剂极性的增加逐渐红移,说明二聚体受到光激发之后会形成电荷转移态。另外,瞬态吸收实验也证实了这一点,在瞬态吸收光谱中我们观测到了电荷转移态的特征吸收峰。但是三线态的吸收并未观测到,说明二聚体只能够形成电荷转移态,而无法进行单线态裂分。这可能是由于该类体系中电荷转移态过于稳定从而导致单线态裂分无法进行。这对研究电荷转移态在单线态裂分过程中的作用具有指导意义。