Studium pi-konjugovaných molekul vykazující štěpení singletního stavu
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Táto bakalárska práca sa zaoberá charakterizáciou nových látok navrhnutých pre použitie vo fotovoltaických článkoch v budúcnosti. Skúmané látky patrili medzi deriváty diketopyrolopyrolov, u ktorých bol potvrdený priebeh štiepenia singletného stavu. Pomocou fluorescenčných štandardov bola overená metodika merania. Boli zistené základné optické a fluorescenčné vlastnosti, ako sú absorpčné, excitačné a emisné spektrá, vlnové dĺžky maximálnych hodnôt spektier a kvantové výťažky. Keďže sa študované látky líšili len v počte brómov, zo získaných hodnôt bol diskutovaný efekt bromácie na vlastnosti molekúl. Bolo zistené, že substituované atómy brómu zväčšujú excitačné a emisné vlnové dĺžky diketopyrolopyrolov, a preto zmenšujú energiu potrebnú na excitáciu molekuly. Následne bola vyvinutá metóda, využívajúca meranie fluorescencie v magnetickom poli, pre rýchle zistenie výskytu štiepenia singletného stavu. Meranie v magnetickom poli potvrdilo výskyt štiepenia singletného stavu v rubréne aj študovaných látkach. Na základe vykonaných meraní boli zistené nové informácie, ktoré budú ďalej využité na návrh nových molekúl a budúceho vývoja vyvinutej metódy.
This bachelor thesis focuses on characterisation of novel materials designed for use in future generation of photovoltaic cells. Examined materials were derivates of diketopyrollopyroles, in which the process of singlet fission was confirmed. Using fluorescence reference standards, the correctness of research methodology was confirmed. Measurements of basic optical and fluorescence characteristics such as absorption, excitation and emission spectra, wavelengths of their respective maximum values and quantum yields were made. Since the studied materials only differed in the number of bromine atoms, the effect of bromation on the properties of molecules was discussed from the acquired values. It was found, that substituted bromine atoms increase the excitation and emission wavelengths of diketopyrollopyroles, therefore decreasing the energy needed to excite the molecule. Next, a new method using fluorescence measurements in a magnetic field that can be used for a quick analysis of singlet fission was developed. Measurements made using this method confirmed the occurrence of singlet fission in rubrene as well as in studied materials. Performed measurements gathered new useful information for the design of new molecules and further improvement of the developed method.
This bachelor thesis focuses on characterisation of novel materials designed for use in future generation of photovoltaic cells. Examined materials were derivates of diketopyrollopyroles, in which the process of singlet fission was confirmed. Using fluorescence reference standards, the correctness of research methodology was confirmed. Measurements of basic optical and fluorescence characteristics such as absorption, excitation and emission spectra, wavelengths of their respective maximum values and quantum yields were made. Since the studied materials only differed in the number of bromine atoms, the effect of bromation on the properties of molecules was discussed from the acquired values. It was found, that substituted bromine atoms increase the excitation and emission wavelengths of diketopyrollopyroles, therefore decreasing the energy needed to excite the molecule. Next, a new method using fluorescence measurements in a magnetic field that can be used for a quick analysis of singlet fission was developed. Measurements made using this method confirmed the occurrence of singlet fission in rubrene as well as in studied materials. Performed measurements gathered new useful information for the design of new molecules and further improvement of the developed method.
Description
Citation
SAHUĽ, M. Studium pi-konjugovaných molekul vykazující štěpení singletního stavu [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2021.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
sk
Study field
Chemie, technologie a vlastnosti materiálů
Comittee
doc. Ing. František Šoukal, Ph.D. (předseda)
prof. RNDr. Josef Jančář, CSc. (člen)
prof. Ing. Ladislav Omelka, DrSc. (člen)
prof. Ing. Petr Ptáček, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Tomáš Svěrák, CSc. (člen)
doc. Ing. Lucy Vojtová, Ph.D. (člen)
Ing. Lukáš Tvrdík (člen)
Date of acceptance
2021-08-30
Defence
Student nejdříve představil cíle své práce Studium pi-konjugovaných molekul vykazující štěpení singletního stavu. Následně představil současný stav výzkumu, použité metody, zkoumané látky a přešel k nejdůležitějším výsledkům. Na závěr zhrnul výsledky všech provedených charakterizací a nedostatky použité metody.
Po zhrnutí veškerých výsledků odpověděl na otázky oponenta:
1) V kapitole 4.2.2 je uvedeno, že tenká vrstva látky A nevykazovala fluorescenci, v kapitole 4.3 je uvedeno, že byla měřena emisní spektra tenkých vrstev látek A a B, ale emise tenké vrstvy látky C neměla dostatečnou intenzitu. Obrázek 23 pak ukazuje měření intenzity emise vrstev látek B a C a na stejné stránce je zmíněno, že intenzita emise tenké vrstvy látky A nedosahovala dostatečné intenzity. Mohl byste prosím celou věc uvést na pravou míru?
2) Na straně 33 uvádíte, že z hlediska absorpce je látka B vhodná pro použití v solárních článcích. Který ze studovaných parametrů absorpce ji k tomu předurčuje?
3) Jaký způsobem byly voleny vlnové délky při měřeních fluorescence? Mám na mysli excitační vlnovou délku při měření emisních spekter a emisní vlnovou délku, jejíž intenzita byla sledována při měření excitačních spekter.
4) V práci zavádíte novou metodu pro měření štěpení singletních excitovaných stavů v organických molekulách. Je tato metoda použitelná i pro kvantitativní posouzení tohoto jevu?
Následně komise položila tyto otázky:
1) Dělali jste i kvantové výpočty k výsledkům měření?
Na zadané otázky student výborně odpověděl a dokázal tak výborné znalosti.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení