@article{BialasZitzlerKunkelKirchneretal.2016, author = {Bialas, David and Zitzler-Kunkel, Andr{\´e} and Kirchner, Eva and Schmidt, David and W{\"u}rthner, Frank}, title = {Structural and quantum chemical analysis of exciton coupling in homo- and heteroaggregate stacks of merocyanines}, series = {Nature Communications}, volume = {7}, journal = {Nature Communications}, doi = {10.1038/ncomms12949}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-170200}, year = {2016}, abstract = {Exciton coupling is of fundamental importance and determines functional properties of organic dyes in (opto-)electronic and photovoltaic devices. Here we show that strong exciton coupling is not limited to the situation of equal chromophores as often assumed. Quadruple dye stacks were obtained from two bis(merocyanine) dyes with same or different chromophores, respectively, which dimerize in less-polar solvents resulting in the respective homo- and heteroaggregates. The structures of the quadruple dye stacks were assigned by NMR techniques and unambiguously confirmed by single-crystal X-ray analysis. The heteroaggregate stack formed from the bis(merocyanine) bearing two different chromophores exhibits remarkably different ultraviolet/vis absorption bands compared with those of the homoaggregate of the bis(merocyanine) comprising two identical chromophores. Quantum chemical analysis based on an extension of Kasha's exciton theory appropriately describes the absorption properties of both types of stacks revealing strong exciton coupling also between different chromophores within the heteroaggregate.}, language = {en} } @phdthesis{ZitzlerKunkel2014, author = {Zitzler-Kunkel, Andr{\´e}}, title = {Funktionale Merocyaninfarbstoffe: Synthese, molekulare und Selbstorganisationseigenschaften sowie ihre Anwendung in der organischen Photovoltaik}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-101536}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2014}, abstract = {Analog zu den auf hochgeordneten Farbstoffarchitekturen in den biologischen Photosyntheseapparaten basierenden Energiekonversionssystemen sollte die exakte Einstellung zwischenmolekularer Wechselwirkungen auch in k{\"u}nstlichen Halbleitern eine entscheidende Rolle f{\"u}r die Weiterentwicklung organischer Elektronikmaterialien spielen. F{\"u}r eine derartige, pr{\"a}zise Steuerung der nanoskaligen Anordnung in organischen Materialien erscheinen Merocyaninfarbstoffe wegen ihrer hochgerichteten, dipolaren Aggregation {\"a}ußerst aussichtsreich. In diesem Zusammenhang war das Ziel der vorliegenden Arbeit die Ausnutzung funktionaler, stark selbstorganisierender Merocyanine, um eine gezielte Beeinflussung der Morphologie in der aktiven Schicht von BHJ-Solarzellen zu erreichen. Hierzu sollte zun{\"a}chst eine umfangreiche Serie komplexer Merocyanine synthetisiert und vollst{\"a}ndig charakterisiert werden. Im Folgenden wurde angestrebt, die optischen und elektrochemischen Eigenschaften der molekular gel{\"o}sten Farbstoffe zu bestimmen und f{\"u}r ausgew{\"a}hlte, geeignete Strukturen das Selbstorganisationsverhalten im Detail zu studieren. Zuletzt sollte durch eine sorgf{\"a}ltige Optimierung der Prozessierungsbedingungen ein Transfer der in L{\"o}sung gefundenen, supramolekularen Strukturen in den Blend l{\"o}sungsprozessierter BHJ-Solarzellen erreicht werden. Die organischen Elektronikbauteile wurden dabei im Arbeitskreis von Prof. Dr. Klaus Meerholz (Universit{\"a}t K{\"o}ln) gefertigt und charakterisiert. Zusammenfassend zeichnet die vorliegende Arbeit ein umfassendes Bild von der Synthese funktionaler Merocyanine, dem Studium ihrer molekularen und Selbstorganisationseigenschaften sowie ihrer Anwendung als p-Halbleitermaterialien in organischen Solarzellen. Der komplexe Molek{\"u}laufbau der dargestellten Farbstoffe f{\"u}hrte dabei zur Ausbildung verschiedener Farbstofforganisate, deren Struktur sowohl in L{\"o}sung als auch teilweise im Festk{\"o}rper aufgekl{\"a}rt werden konnte. Die erfolgreiche Implementierung von H-aggregierten Spezies der Verbindung 67b in die aktive Schicht organischer BHJ-Solarzellen resultierte in der Bildung effizienter Perkolationspfade f{\"u}r Exzitonen und freie Ladungstr{\"a}ger, wodurch diese Bauteile merklich h{\"o}here Stromdichten generieren konnten und gegen{\"u}ber Zellen ohne H-Spezies {\"u}ber 20 \% gesteigerte Effizienz aufwiesen. Diese Befunde verifizieren die postulierte Hypothese, dass eine gezielte Einstellung der zwischenmolekularen Wechselwirkungen bei organischen Halbleitern zu einer Optimierung der Funktionalit{\"a}t organischer Elektronikmaterialien beitragen kann.}, subject = {Merocyanine}, language = {de} }