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Electron Paramagnetic Resonance Spectroscopy of Conjugated Polymers and Fullerenes for Organic Photovoltaics
Elektron-Paramagnetische Resonanz-Spektroskopie von konjugierten Polymeren und Fullerenen für die organische Photovoltaik
Please always quote using this URN: urn:nbn:de:bvb:20-opus-81244
- In the presented thesis, the various excited states encountered in conjugated organic semiconductors are investigated with respect to their utilization in organic thin-film solar cells. Most of these states are spin-baring and can therefore be addressed by means of magnetic resonance spectroscopy. The primary singlet excitation (spin 0), as well as positive and negative polaronic charge carriers (spin 1/2) are discussed. Additionally, triplet excitons (spin 1) and charge transfer complexes are examined, focussing on their differing spin-spinIn the presented thesis, the various excited states encountered in conjugated organic semiconductors are investigated with respect to their utilization in organic thin-film solar cells. Most of these states are spin-baring and can therefore be addressed by means of magnetic resonance spectroscopy. The primary singlet excitation (spin 0), as well as positive and negative polaronic charge carriers (spin 1/2) are discussed. Additionally, triplet excitons (spin 1) and charge transfer complexes are examined, focussing on their differing spin-spin interaction strength. For the investigation of these spin-baring states especially methods of electron paramagnetic resonance (EPR) are best suited. Therefore according experimental methods were implemented in the course of this work to study conjugated polymers, fullerenes and their blends with continuous wave as well as time-resolved EPR and optically detected magnetic resonance.…
- Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit den vielfältigen Anregungszuständen in konjugierten organischen Halbleitern mit Hinblick auf deren Verwendung in organischen Dünnschicht-Solarzellen. Diese verschiedenen Zustände sind zumeist Spin-behaftet und daher mit Methoden der Magnetresonanz adressierbar. Es wird unterschieden zwischen Singulett-Exzitonen (Spin 0) als primärer Photoanregung, sowie positiven und negativen polaronischen Ladungsträgern (Spin 1/2). Des Weiteren werden Triplet-Exzitonen (Spin 1) und Ladungstransferkomplexe behandelt,Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit den vielfältigen Anregungszuständen in konjugierten organischen Halbleitern mit Hinblick auf deren Verwendung in organischen Dünnschicht-Solarzellen. Diese verschiedenen Zustände sind zumeist Spin-behaftet und daher mit Methoden der Magnetresonanz adressierbar. Es wird unterschieden zwischen Singulett-Exzitonen (Spin 0) als primärer Photoanregung, sowie positiven und negativen polaronischen Ladungsträgern (Spin 1/2). Des Weiteren werden Triplet-Exzitonen (Spin 1) und Ladungstransferkomplexe behandelt, die sich durch unterschiedlich starke Spin-Spin Wechselwirkung auszeichnen. Zur Untersuchung dieser Spin-behafteten Zustände bieten sich insbesondere Methoden der Elektron-Paramagnetischen Resonanz-Spektroskopie (EPR) an. Im Zuge dieser Arbeit wurden dafür entsprechede Messmethoden der Dauerstrich (cw) EPR, zeitaufgelösten, transienten EPR und der optisch detektierten Magnetresonanz (ODMR) implementiert und zur Erforschung von konjugierten Polymeren, Fullerenen und deren Mischungen eingesetzt.…
Author: | Andreas Sperlich |
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URN: | urn:nbn:de:bvb:20-opus-81244 |
Document Type: | Doctoral Thesis |
Granting Institution: | Universität Würzburg, Fakultät für Physik und Astronomie |
Faculties: | Fakultät für Physik und Astronomie / Physikalisches Institut |
Date of final exam: | 2013/09/06 |
Language: | English |
Year of Completion: | 2013 |
Dewey Decimal Classification: | 5 Naturwissenschaften und Mathematik / 53 Physik / 530 Physik |
GND Keyword: | Organische Solarzelle; Fotovoltaik; Organischer Halbleiter |
Tag: | Elektronenspinresonanz; Fullerene; Konjugierte Polymere; Photovoltaik; Spektroskopie; organische Halbleiter; organische Photovoltaik organic photovoltaic; organic solar cells |
PACS-Classification: | 30.00.00 ATOMIC AND MOLECULAR PHYSICS / 33.00.00 Molecular properties and interactions with photons / 33.35.+r Electron resonance and relaxation (see also 76.30.-v Electron paramagnetic resonance and relaxation in condensed matter) |
Release Date: | 2013/09/13 |
Advisor: | Prof. Dr. Vladimir Dyakonov |
Licence (German): | CC BY-NC-ND: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung, Nicht kommerziell, Keine Bearbeitung |