Novel diketopyrrolopyrroles for organic photovoltaics

Tato práce se zabývá optickou a fotovoltaickou charakterizací derivátů diketopyrrolopyrrolu (DPP), jako materiálů vhodných pro výrobu organických solárních článků s objemovým heteropřechodem. Přenos náboje z donoru (DPP) na akceptor (PCBM) je studován pomocí zhášení fluorescence. Fotovoltaická odezva je studována pomocí Volt – Ampérových charakteristik, ze kterých je možné zjistit parametry, které vypovídají o kvalitě daného článku. Tyto parametry jsou: proudová hustota nakrátko Jsc , napětí naprázdno Voc, faktor plnění FF a účinnost přeměny energie PCE. Charakterizace optických vlastností byla provedena pro symetrické deriváty DPP, které oba obsahovaly difenylaminostilbenové skupiny a lišily se v N-alkylovém řetězci (U69 a U97). Naopak charakterizace fotovoltaických vlastností byla provedena pro analogické materiály, ale nesymetrické (U70 a U99). Navíc byl charakterizován i materiál U29, který vykazoval velice špatné vlastnosti. Z obou těchto charakterizačních metod je patrné, že lepších výsledků bylo dosaženo s látkami s kratšími solubilizačnimi skupinami (U69 and U99). Dosažené PCE u látky U70 bylo 0,74 % a u látky U99 až 1,39 %. Z těchto hodnot lze usoudit, že nízkomolekulární organické materiály mohou být použity pro výrobu organických solárních článků.The aim of this diploma thesis is to conduct optical and photovoltaic characterization of derivatives of diketopyrrolopyrrole (DPP) as materials suitable for fabrication of bulk heterojunction organic solar cells. The charge transfer from donor material (DPP) to acceptor material (PCBM) is studied by a quenching of fluorescence. The photovoltaic response is studied by current – voltage characteristic which can tell us crucial parameters such as shor circuit current density Jsc, open circuit voltage Voc, fill factor FF and power conversion efficiency PCE. Optical characterization was carried out for symmetrical DPP derivatives (U69 and U97) which both contained diphenylaminstilbene moiety and differed in N-alkyl group. On the other hand photovoltaic characterization was conducted for analogous but asymmetrical materials (U70 and U99). Material U29 was characterized as well but its properties proved to be very poor. Both these characterizations tell us that materials with shorter solubilization groups (U69 and U99) are more suitable candidates. Achieved PCE for U70 was 0,74 % and for U99 up to 1,39 %. From these values one can say that small molecule organic materials can be used for fabrication of solar cells.