闽南师范大学蔡志雄课题组通过对四种具有相似结构的咔唑-苯腈分子进行了合理的比较，证实了热激活延迟荧光（TADF）对电化学发光（ECL）的增强作用。结果表明，与其他无明显TADF特性的三种分子相比，具有明显的TADF特性的4CzBN展现出显著的ECL发光性能，验证了TADF对ECL的贡献。

电化学发光（ECL）是一种在分析、生命和环境科学领域极具发展前景的技术。ECL的发光材料是通过电激发产生自由基物质（R^●+、R^●-），经过离子-离子湮灭生成激发态R*，包含单重态S₁和三重态T₁激子。通过自旋统计分析，可以确R*中S₁和T₁态的激子比例为1:3。传统荧光材料的典型代表[Ru(bpy)₃]²⁺ 及其类似物因具有良好的ECL效率、稳定性和成熟的标记方法，在ECL应用中占据主导地位。但其ECL的最大绝对效率（Φ_ECL）仅为 25%，因此突破有机 ECL 发光体本身荧光效率的理论限制（25%）尤为关键。由于TADF材料在室温条件下T₁激子可以被热激活实现从 T₁到 S₁的反向系间窜越（RISC）过程，进而发射延迟荧光（DF），有望突破25%的内量子效率，实现理论上限为100%的全激子利用。相对于传统发光体材料，TADF材料被认为是增强ECL性能的理想候选者。但TADF-ECL过程涉及多个影响因素，由于缺乏对有/无TADF特性的有机化合物进行合理比较，很难界定TADF对ECL 的贡献。因此在阐明TADF对提高ECL效率的贡献方面存在挑战。

基于此，我们选择四种化学结构相似、S₁-T₁交换能（ΔE_ST）相当的咔唑-苯腈（Cz-BN）分子进行合理比较。尽管这四个分子具有相似的理化性质，但它们的 TADF 效应差异明显。实验首先考察它们的 ECL性能，发现只有TADF活性分子4CzBN 展现显著的ECL性能。随后，为了证明RISC过程直接影响TADF-ECL，实验进一步模拟了四个Cz-BN分子S₁和T₁态之间的几何构象差异。实验发现TADF活性最高的4CzBN在光激发时的几何结构变化较小，而其他三个分子的S₁和T₁两种几何构型出现明显的差异，因此4CzBN较容易实现RISC过程，而其他分子的RISC过程面临一个额外的能量障碍，导致弱的TADF 活性。结果表明，TADF机制中的RISC过程可以直接影响分子的ECL发射，验证了4CzBN的高ECL发射来源于其较高的TADF活性。该工作证实了TADF材料可以通过RISC过程利用T₁态激子有效提高ECL性能，为深入理解TADF材料性质以及其在ECL领域的应用提供了重要的实验和理论依据。