Спектроскопия фотоиндуцированного поглощения и фотолюминесценции донорно-акцепторных композиций на основе полупроводникового полимера
Эффективным инструментом изучения рассмотренных выше вопросов является спектроскопия ФЛ. В частности, для исследования смесей с разделением зарядов, таких как донорно-акцепторные смеси, простым методом служит тушение ФЛ. Тушение ФЛ можно разделить на нестационарное, где измеряется временная зависимость ФЛ полимера, и стационарное, где измеряется зависимость ФЛ полимера от концентрации акцептора… Читать ещё >
Содержание
- Список сокращений
- Цель работы
- Задачи работы
- Защищаемые положения
- Научная новизна
- Структура и объем работы
- Апробация работы
- Глава 1. Фотофизика полупроводниковых полимеров и донорно-акцепторных композитов на их основе (обзор литературы)
- 1. 1. Свойства полупроводниковых полимеров
- 1. 2. Донорно-акцепторные смеси
- 1. 3. Резонансный перенос энергии
- 1. 4. Тушение фотолюминесценции
- 1. 5. Фотоиндуцированное поглощение
- Глава 2. Модель тушения фотолюминесценции
- 2. 1. Эволюция экситонных состояний
- 2. 2. Уравнение баланса и его решение
- 2. 3. Функция плотности вероятности тушения
- 2. 4. Аналитическое решение
- 2. 5. Численное моделирование
- 2. 6. Анализ результатов и их обсуждение
- Глава 3. Экспериментальные методы и аппаратура
- 3. 1. Приготовление образцов
- 3. 2. Спектроскопия фотолюминесценции
- 3. 3. Спектроскопия фотоиндуцированного поглощения
- Глава 4. Тушение фотолюминесценции в смесях МЕГ-ПФВ/акцептор
- 4. 1. Плёнки МЕГ-ПФВ/ТНФ
- 4. 2. Плёнки МЕГ-ПФВ/ДНАХ
- 4. 3. Плёнки МЕГ-ПФВ/производные фуллеренов
- 4. 4. Поглощение РСВМ в матрице полимера
- 4. 5. Анализ результатов и их обсуждение
- Глава 5. Спектроскопия фотоиндуцированного поглощения смесей МЕГ-ПФВ/акцептор
- 5. 1. Трёхкомпонентные смеси
- 5. 2. Плёнки МЕГ-ПФВ/производные фуллеренов
- 5. 3. Анализ результатов и их обсуждение
Спектроскопия фотоиндуцированного поглощения и фотолюминесценции донорно-акцепторных композиций на основе полупроводникового полимера (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Исследование л—сопряженных (полупроводниковых) полимеров является перспективной и бурно развивающейся областью науки. Полупроводниковые полимеры сочетают в себе механические свойства высокомолекулярных соединений и оптические свойства полупроводников. Это делает их привлекательным объектом для органической электроники. Актуальными областями научно-прикладных исследований сейчас являются создание органических светодиодов [1, 2], инжекционных лазеров на тонких пленках полимеров [3], разработка органических солнечных батарей [4] и полевых транзисторов [5]. За «открытие и разработку проводящих полимеров» в 2000 году была присуждена Нобелевская премия [6].
Структура полупроводниковых полимеров.
Полупроводниковые полимеры могут обладать высокой электрической проводимостью и сильным оптическим поглощением в видимом спектральном диапазоне. Такие свойства являются следствием особой электронной структуры цепи полимера. В полупроводниковых полимерах атомы, образующие.
Рис. 1. Структура электронных облаков полиацетилена (СН)Х корбитали ст — связи основную цепь полимера, связаны между собой сильными исвязями и слабыми л—связями (см. Рис. 1) [7]. Орбитали л—электронов соседних атомов углерода перекрываются, что приводит к дел окал изации электронной плотности вдоль цепи полимера и сужению оптической щели. Свойства такого полупроводника отличаются от свойств кристаллических неорганических полупроводников: оптические и электрические свойства сильно анизотропны, энергетические зоны более узкие и сильно выражены колебательные степени свободы в спектрах фотолюминесценции и поглощения.
Полипарафепиленвинилен полипарафениленвинилен (ПФВ), структура звена которого изображена на Рис. 2а. ПФВ относится к люминесцирующим полупроводниковым полимерам, что позволяет использовать его как активную среду в органических светодиодах. Именно открытие электролюминесценции ПФВ [8] стимулировало его дальнейшие исследования и синтезирование его производных [9]. Производные ПФВ, полученные с помощью добавления к звену полимера боковых алифатических групп, хорошо растворимы в ряде типовых органических растворителей [10]. Растворимость позволяет применять дешевые и простые технологии изготовления тонких плёнок полимера, такие как струйная печать. Еще одним привлекательным свойством полупроводниковых полимеров является возможность создавать их производные с различной оптической щелью [11].
Одним из самых известных и изученных производных ПФВ является поли[2-метокси-5-(2,-этилгексилокси)-1,4-фениленвинилен] (МЕГ-ПФВ), структура звена которого показана на Рис. 26. МЕГ-ПФВ обладает сильным оптическим поглощением в большей части оптического диапазона спектра (ширина оптической щели примерно 2.1 эВ [12]). Это позволяет применять его в качестве поглощающей свет компоненты донорно-акцепторной смеси в органических солнечных батареях [4].
Фотолюминесценция полимеров.
Энергетические свойства полупроводникового полимера можно описывать в рамках зонной теории. При поглощении света электрон из валентной зоны переходит в зону проводимости, оставляя в валентной зоне положительно заряженную дырку. Полагают, что электрон и дырка образуют нейтральную, делокализованную по области сопряжения квазичастицу — экситон. Сильная пространственная локализация электрона и дырки за счёт кулоновского притяжения приводит к относительно высокой энергии связи экситона, величина которой порядка 0.3 эВ [13].
Одним из возможных путей исчезновения экситона является рекомбинация его электрона и дырки, при которой происходит излучение фотона (фотолюминесценция), а также возбуждение колебательных степеней свободы полимера. Излучаемые фотоны несут в себе информацию о вероятности фотолюминесценции, колебательной структуре полимера, длине сопряжения и т. д. Одной из фотолюминесцентных методик является измерение спектров и/или интенсивности фотолюминесценции в смеси полупроводникового полимера и различного рода тушителей фотолюминесценции (ФЛ). Стационарные измерения [14] и измерения с временным разрешением [15, 16] позволяют выяснить характер и эффективность энергообмена между фазами полимера и тушителя в смеси.
Донорно-акцепторные композиции.
Сильная кулоновская связь электрона и дырки, образующих экситон, препятствует их разделению и возможной генерации фототока. Хорошо зарекомендовавшим себя способом разделения зарядов (диссоциации экситона) является использование смесей полупроводникового полимера и соединения с высоким сродством к электрону — электронного акцептора. Разность электронного сродства акцептора и донора должна превосходить энергию связи экситона для того чтобы экситон самопроизвольно диссоциировал, происходил перенос электрона на акцептор и пространственное разделение зарядов (см. Рис. 3). В фотовольтаических устройствах при достаточной подвижности разделённых зарядов они достигают электродов и приводят к появлению фототока.
Вакуумный уровень.
НВМО.
ВЗМО.
Электронное сродство.
Работа выхода Энергия связи экситона.
Потери энергии при диссоциации экситона.
1 Максимальное напряжение на выходе г фотоэлемента.
Полимер (донор) Акцептор
Рис. 3. Энергетическая схема граничных молекулярных орбиталей донора и акцептора в органическом фотоэлементе и его максимальное напряжение холостого хода.
Металлокомплексы фуллеренов.
В качестве вещества, зарекомендовавшего себя как эффективный электронный акцептор для органических солнечных батарей выступает фуллерен Сбо и различные его производные. Фуллерен способен принимать на себя до семи электронов и обладает высокой электронной подвижностью [13]. Однако плохая растворимость фуллерена приводит к образованию сильно неоднородной смеси с полупроводниковым полимером, что негативно сказывается на эффективности фотопреобразования. Растворимость фуллерена можно увеличивать за счёт присоединения к Сбо специальных функциональных групп. Так, солнечные фотоэлементы на основе смеси полупроводникового полимера — поли (З-гексилтиофена) и растворимой формы С6о — 1-(3-метоксикарбонилпропил)-1-фенил[6,6]метано[С60]-фуллерен РСВМ продемонстрировали рекордные КПД фото преобразования среди различных типов органических солнечных батарей — 4−5% [17]. Еще одной важной величиной, влияющей на КПД фотоэлемента, является электронное сродство акцептора [18]. Разница работы выхода донора и электронного сродства акцептора определяет максимальное напряжение, которое может генерировать солнечная батарея [18] (см. Рис. 3). Фуллерен обладает высоким электронным сродством и, следовательно, высокими потерями энергии при разделении зарядов. Поэтому актуальна разработка производных фуллеренов с пониженным сродством к электрону. Одну из таких модификаций фуллерена можно получить добавлением к нему боковой группы (аденда), содержащей атом металла. Известно, что электронная плотность смещается с металла на фуллерен и понижает его сродство к электрону на величину порядка нескольких десятых электронвольта [19]. Кроме того, аденд нарушает симметрию фуллерена и приводит к появлению дополнительных полос поглощения, что увеличивает суммарное поглощение смеси с полупроводниковым полимером [20, 21] (см. Рис. 4). За счёт свойств аденда металлокомплексам также можно придать высокую растворимость, что способствует образованию однородной смеси с полимером.
Комплекс с переносом заряда в основном состоянии.
Существуют акцепторы, способные образовывать межмолекулярный донорно-акцепторный комплекс с переносом заряда (КПЗ) с цепью полупроводникового полимера в основном электронном состоянии. КПЗ для небольших молекул были открыты более 50 лет назад [22]. В таком комплексе электронная плотность донора частично переносится на акцептор [23, 24], образуются новые электронные уровни и полоса поглощения [25] (см. Рис. 18). Считается, что поглощение света КПЗ приводит к переходу электрона донора непосредственно на акцептор, минуя возбуждённое состояние полимера [26]. Такое поглощение позволяет увеличивать поглощения смеси в длинноволновой области, где расположен максимум потока солнечных фотонов (см. Рис. 4).
Край поглощения полимера.
Излучение.
Солнце Поглощение.
МЕГ-ПФВ —-КПЗ МЕГ-ПФВ+ТНФ.
8x10.
7x1018.
6x101 В т.
500 2 I.
5x10.
— 4×10.
3x10.
2x10.
18 со о X о н о.
— е-^ о ь о.
1x10.
600 700 800 900 Длина волны, нм.
Рис. 4. Спектры поглощения полупроводникового полимера МЕГ-ПФВ, металл окомлекса фуллерена 2ОзСб0РРЬ3 и КПЗ смеси МЕГ-ПФВ с тринитрофлуореноном (ТНФ) в сравнении со спектром потока солнечного излучения на поверхности Земли.
До последнего времени КПЗ с полупроводниковыми полимерами практически не изучались. Исследование КПЗ различных акцепторов с полупроводниковыми полимерами недавно стало горячей темой в связи с открытием комплекса между различными полупроводниковыми полимерами и растворимой формой фуллерена — РСВМ [27, 28], являющимся наиболее эффективным акцептором для солнечных батарей. Образование КПЗ улучшает перемешивание фаз смеси [29], но уменьшает КПД фотопреобразования за счёт сильной рекомбинации разделённых на КПЗ зарядов [30, 31].
Значительного расширения поглощения донорно-акцепторной смеси в РЖ и красную область спектра можно добиться с помощью сильно выраженного КПЗ в смесях МЕГ-ПФВ/ДНАХ и МЕГ-ПФВ/ТНФ [32, 33].
Солнечные батареи на основе полупроводниковых полимеров.
Солнце является экологичным и практически безграничным (энергетически ёмким) источником энергии (на один квадратный метр поверхности Земли падает примерно 1 кВт мощности солнечного излучения). Современные достижения в области неорганической фотовольтаики позволяют преобразовывать солнечную энергию с эффективностью 10−20%, но стоимость получаемой таким образом энергии пока существенно выше, чем стоимость энергии, получаемой от традиционных невозобновляемых источников энергии. Полупроводниковые полимеры, являющиеся по сути органическими квазиодномерными полупроводниками, подходят в качестве потенциально дешёвой активной среды для солнечных фотоэлементов [4]. Этому способствует высокая молярная экстинкция в видимой области спектра. Кроме того, устройства на полупроводниковых полимерах могут быть изготовлены с помощью эффективных масштабируемых технологий получения тонких плёнок из растворов: струйная [34, 35] и трафаретная [36] печать, микропрессование [37] и т. д. В качестве подложки для устройства можно использовать различные материалы, в т. ч. гибкие [38].
Добавление к полупроводниковому полимеру вещества-акцептора делает возможной генерацию свободных зарядов за счёт фотоиндуцированного переноса заряда с полимера на акцептор. При достаточной подвижности разделённых зарядов в донорно-акцепторной смеси они диффундируют до соответствующих электродов и дают вклад в фототок. Материал электродов подбирается для достижения омического контакта с фазой донора или акцептора. В простейшем случае это достигается при разности уровня Ферми электрода и энергии транспортного уровня соответствующей фазы смеси не более 0.3 электронвольта. Схема энергетических уровней такой батареи на основе смеси полимера ПФВ и акцептора Сбо в режиме короткого замыкания изображена на Рис. 56.
Для фотоиндуцированного разделения зарядов необходимо чтобы экситон находился вблизи донорно-акцепторного интерфейса. Экситон способен мигрировать по фазе полимера за счёт резонансного переноса энергии с типичной дальностью миграции порядка 10 нм [18]. При этом значительное поглощение падающего света обычно достигается в слое полимера порядка 100 нм. Таким образом, планарные солнечные элементы на основе соприкасающихся слоев полимера и акцептора [39] менее эффективны, чем батареи на основе объёмного гетероперехода. Объемный гетеропереход формируется, например, за счёт перемешивания растворов-донора и акцептора и контролируемого высыхания. При этом добиваются характерного размера разделения фаз донора и акцептора меньше длины диффузии экситона.
В рамках одночастичной модели энергетических уровней полупроводникового полимера оптическое возбуждение полимера можно описать как переход электрона с ВЗМО на НВМО. Тогда образующийся из-за кулоновского притяжения электрона и дырки экситон можно описать через дефектные состояния внутри оптической щели полимера, отстоящие от границ энергетических зон на энергию связи экситона (~0,3 эВ). При попадании экситона за счёт пространственной миграции на интерфейс между донором и акцептором происходит фотоиндуцированный перенос заряда и электрон с НВМО донора переходит на НВМО акцептора. Образовавшиеся разделённые заряды достигают металлических электродов и производят фототок. Один их электродов прозрачен для доступа света в донорно-акцспторную смесь. а) б).
D 1} свет ft ft.
Алюминиевый катод Донорно-акцепторная смесь.
Анод из ITO Стеклянная подложка.
Рис. 5. Схема простейшей солнечной батареи на смеси ПФВ и С6о: а) устройство солнечной батареи, б) схема энергетических уровней солнечной батареи в режиме короткого замыкания, Eg — оптическая щель, Ер — энергия Ферми, НВМО — нижняя вакантная молекулярная орбиталь, ВЗМО — верхняя занятая молекулярная орбиталь.
Конструкция солнечной батареи, показанная на Рис. 5а, может быть улучшена. Во-первых, электрод способен тушить экситоны без образования свободных зарядов, уменьшая эффективность работы батареи. Добавление блокирующего экситоны слоя решает эту проблему ?40, 41]. Во-вторых, разные полимеры обладают разной оптической щелью и соответственно поглощают свет в разном диапазоне волн. С помощью создания тандемной ячейки, объединяющей два активных слоя с разным поглощением, возможно увеличить КПД батареи. На тандемной органической ячейке был получен рекордный КПД 6% [42].
Максимальный КПД солнечной батареи на полупроводниковых полимерах с одним активным слоем был получен с использованием смеси полимера РЗНТ и акцептора РСВМ [17]. При этом большое значение имеет морфология смеси, которая должна обеспечивать как обширную поверхность границы фаз, так и транспортную структуру для зарядов. За счёт оптимизации морфологии методами термического отжига [17] или добавлением в раствор алкандитиолей [43] было достигнуто увеличение КПД солнечных батарей в 1.5−2 раза.
Тушение фотолюминесценции.
Несмотря на последние достижения в увеличении эффективности органических солнечных элементов, физика ключевых процессов в них остаётся спорным вопросом. Общепринятым считается, что дефекты полупроводникового полимера приводят к разбиению его на энергетически независимые сегменты, ширина оптической щели (запрещённой зоны) которых зависит от длины сопряжённого сегмента. Однако некоторые недавние исследования свидетельствуют против этого представления [44]. Кроме того, возможно, что фёрстеровский резонансный перенос энергии с полимера на акцептор является доминирующим процессом уменьшения количества экситонов. Это, в частности, может объяснить, почему эффективность разделения зарядов не скоррелирована с электронным сродством акцептора [45].
Эффективным инструментом изучения рассмотренных выше вопросов является спектроскопия ФЛ. В частности, для исследования смесей с разделением зарядов, таких как донорно-акцепторные смеси, простым методом служит тушение ФЛ. Тушение ФЛ можно разделить на нестационарное, где измеряется временная зависимость ФЛ полимера, и стационарное, где измеряется зависимость ФЛ полимера от концентрации акцептора. Последняя методика позволяет проводить измерения при низких интенсивностях фотовозбуждения и пренебрегать интенсивностно-зависимыми процессами тушения ФЛ. Зависимость интенсивности ФЛ от концентрации акцептора можно измерить в широком диапазоне интенсивностей ФЛ (до трех порядков величины и более), а затем аппроксимировать модельной кривой, учитывающей наиболее существенные механизмы тушения ФЛ.
По полученным параметрам аппроксимации возможно определить участвующие в тушении ФЛ процессы. Одним из таких процессов является резонансный перенос энергии, который может происходить как между сопряжённым сегментом и акцептором, так и между сопряженными сегментами полимера. В первом случае происходит диссоциация экситона и тушение ФЛ, а в последнем перенос энергии увеличивает размер области, покрываемой экситоном в пространстве, и косвенно приводит к увеличению вероятности его тушения. Поэтому перенос энергии в полупроводниковом полимере непосредственно связан с разделением зарядов и является важным процессом в функционировании органической солнечной батареи.
Для проверки справедливости модельного описания тушения ФЛ через перенос энергии можно рассчитать теоретические значения ожидаемых эффективностей переноса энергии и сравнить с полученными при аппроксимации. Эффективность резонансного переноса энергии зависит от спектра молярной экстинкции акцептора энергии в донорно-акцепторной смеси [46]. Однако молярные экстинкции акцепторов представлены в литературе преимущественно в растворе, и могут отличаться от экстинкций в полимерной матрице [47]. Поэтому измерение молярных экстинкций в условиях, приближенных к донорно-акцепторной смеси с полимером является актуальной задачей.
Таким образом, исследование процессов миграции энергии в донорно-акцепторных смесях на основе полупроводникового полимера является важной и актуальной задачей, одним из способов решения которой выступает спектроскопия тушения ФЛ.
Фотоиндуцированное поглощение полимеров.
При диссоциации экситонов в смеси полупроводникового полимера и электронного акцептора образуются разделённые заряды. При этом на полимере образуется положительный заряд, а на акцепторе — отрицательный. В дальнейшем эти заряды рекомбинируют.
Известно, что, при допировании полимера, приводящему к уменьшению или увеличению электронной плотности на сопряжённой орбитали полимера, в спектре поглощения появляются характерные полосы [48]. Образующиеся в донорно-акцепторной смеси при оптическом возбуждении разделённые заряды приводят к такому же изменению спектра поглощения. Таким образом, измеряя интенсивность и динамику характерных полос поглощения полимера, можно судить об эффективности разделения и рекомбинации зарядов. Метод, позволяющий измерять поглощение, вызванное оптическим возбуждением, получил название спектроскопии фотоиндуцированного поглощения (ФИП). В методе ФИП измеряется изменение спектра поглощения образца под действием лазерного возбуждения, нормированное на спектр прошедшего через него света.
Спектроскопия ФИП получила широкое распространение в исследованиях как чистых полупроводниковых полимеров, так и их смесей с акцепторами. С помощью спектроскопии ФИП было показано наличие фотоиндуцированного переноса заряда с полимера поли (З-октилтиофена) на Сбо [49], исследовано влияние электронного сродства ряда акцепторов на эффективность образования разделённых зарядов [50] и т. д. Динамику разделённых зарядов возможно наблюдать в квазистационарном случае с помощью модулирования, возбуждающего пучка лазера, либо, во варианте с временным разрешением, с помощью импульсного лазерного возбуждения. Квазистационарный режим позволяет изменять частоту модуляции лазерного возбуждения и строить зависимость амплитуды и фазы синхронно детектируемого сигнала ФИП. По полученной зависимости можно судить о временах жизни разделённых зарядов [51].
Отметим, что спектроскопия ФИП не даёт полной картины энергетических процессов происходящих в смеси. Поэтому используются дополнительные методики, такие как, например, спектроскопия ФЛ.
Цель работы.
Определить доминирующие процессы тушения фотолюминесценции и разделения зарядов в смесях модельного полупроводникового полимера и ряда низкомолекулярных электронных акцепторов.
Проверить возможность переноса заряда с одного акцептора на другой в трёхкомпонентной смеси, состоящей из полупроводникового полимера и двух низкомолекулярных органических акцепторов.
Задачи работы.
Для достижения поставленных целей решались следующие задачи:
Разработка модели стационарного тушения фотолюминесценции через резонансный перенос энергии в смеси люминесцирующего полупроводникового полимера и энергетического акцептора с учётом переноса энергии между сопряжёнными сегментами полимера.
Создание программы численного моделирования процессов переноса энергии в донорно-акцепторной смеси и проверка разработанной модели.
Измерение стационарного тушения фотолюминесценции в смесях полупроводникового полимера с комплексообразующими акцепторами и производными фуллеренов. Анализ результатов с помощью разработанной модели.
Разработка методики измерения молярных экстинкций изолированных молекул производных фуллеренов в твёрдой фазе и измерение молярной экстинкции опорного акцептора РСВМ.
Измерение спектров фотоиндуцированного поглощения смесей полупроводникового полимера с производными фуллерена при оптическом возбуждении в полосах преимущественного поглощения производных фуллерена и полимера. Оценка эффективности процессов переноса электрона с полимера и дырки с производной фуллерена.
Измерение спектров фотоиндуцированного поглощения в трёхкомпонентной смеси полупроводникового полимера, комплексообразующего акцептора и РСВМ. Проверка возможности переноса электрона с комплексообразующего акцептора на РСВМ в зависимости от их электронного сродства.
Защищаемые положения.
1. Механизм резонансного переноса энергии может описать экспериментальные данные по тушению фотолюминесценции в плёнках смесей полупроводникового полимера из класса полипарафениленвиниленов и низкомолекулярного акцептора (тринитрофлуоренона, металлокомплекса фуллерена) в рамках двухпараметрической аналитической модели.
2. Резонансный перенос энергии между сопряжёнными сегментами полупроводникового полимера в плёнках однородных смесей с энергетическим акцептором приводит к уменьшению интенсивности фотолюминесценции полимера не более чем на фактор е2/3 (—2.5 раза).
3. В трехкомпонентной смеси полупроводникового полимера и двух электронных акцепторов возможен перенос фотовозбужденного электрона с одного акцептора на другой при условии согласования их электронного сродства.
4. В пленках смесей полупроводникового полимера и металлокомплекса фуллерена при оптическом возбуждении любого из них возможен фотоиндуцированный перенос заряда.
Научная новизна.
Впервые получены кривые стационарного тушения фотолюминесценции в плёнках смесей полупроводникового полимера пoли[2-мeтoкcи-5-(2,-этилгексилокси)-1,4-фениленвинилен] (МЕГ-ПФВ) и акцепторов ТНФ и ДНАХ, а также металлокомплексов фуллеренов С60.
Предложена аналитическая модель стационарного тушения фотолюминесценции в смеси полупроводникового полимера и энергетического акцептора с учётом процессов переноса энергии между сопряжёнными сегментами полимера.
Впервые получены и исследованы спектры фотоиндуцированного поглощения смесей полупроводникового полимера и металлокомплексов фуллерена при лазерном возбуждении на длинах волн 635 и 532 нм.
Впервые продемонстрирован фотоиндуцированный перенос заряда с одного акцептора на другой в трёхкомпонентной смеси из полупроводникового полимера и двух акцепторов.
Структура и объем работы.
Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. Работа содержит 150 страниц основного текста, 53 рисунка, 4 таблицы, 58 формул и 153 библиографических наименования.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
.
Список литературы
- Y. Shi, J. Liu, Y. Yang Device performance and polymer morphology in polymer light emitting diodes: The control of thin film morphology and device quantum efficiency. II J. Appl. Phys. — 2000. — vol. 87, no. 9, pt.1−3. — p. 4254.
- R. H. Friend Conjugated polymers. New materials for optoelectronic devices //Pure Appl. Chem. — 2001. — vol. 73, no. 3. — p. 425.
- G. Wegmann, H. Giessen, A. Greiner, R. F. Mahrt Laser Emission From aSolid Conjugated Polymer: gain Tunability, and Coherence // Phys. Rev. B. 1998. — vol. 57, no. 8. — p. R4218.
- C. J. Brabec, N. S. Sariciftci, J. C. Hummelen Plastic Solar Cells // Adv. Fund.Mater. — 2001. — vol. 11, no. 1. — p. 15.
- C. D. Dimitrakopoulos, D. J. Mascaro Organic Thin-Film Transistors: aReview of Recent Advances // IBM J. Res. Dev. — 2001. — vol. 45, no. 1. — p. 11.
- A. J. Heeger Interview — in Profile: Alan J. Heeger, Professor of Physics, University of California at Santa Barbara, and 2000 Nobel Laureate in Chemistry II Adv. Mater. — 2002. — vol. 14, no. 9. — p. 627.
- L. Salem ed., The molecular orbital theory of conjugated systems — New York: Benjamin, 1966.
- P. L. Burn, D. D. C. Bradley, A. R. Brown, R. H Friend, A. B. Holmes Studieson the Efficient Synthesis of Poly (Phenylene vinylene) (Ppv) and Poly (Dimethoxy Phenylenevinylene) (Dimethoxy-Ppv) // Synth. Met. — 1991. vol. 41, no. 1−2.-p. 261.
- C. Winder, G. Matt, J. C. Hummelen, R. A. J. Janssen, N. S. Sariciftci, C. J. Brabec Sensitization of Low Bandgap Polymer Bulk Heterojunction Solar Cells // Thin Solid Films. — 2002. — vol. 403. — p. 373.
- T. W. Hagler, K. Pakbaz, K. F. Voss, A. J. Heeger Enhanced Order andElectronic Derealization in Conjugated Polymers Oriented by Gel Processing in Polyethylene // Phys. Rev. B. — 1991. — vol. 44, no. 16. — p. 8652.
- А. А. Бакулш, Спектроскопия фотоиндуцированного поглощения ифотолюминесценции донорно-акцепторных композиций на основе растворимого полипарафениленвинилена — Дипломная работа: МТУ им. М. В. Ломоносова, 2005.
- Im, J. М. Lupton, P. Schouwink, S. Heun, Н. Becker, Н. BasslerFluorescence Dynamics of Phenyl-Substituted Polyphenylenevinylene137 Trinitrofluorenone Blend Systems // J. Chem. Phys. — 2002. — vol. 117, no. 3. p. 1395.
- Y. V. Romanovskii, V. I. Arkhipov, H. Bassler Recombination of SingletExcitons With Geminate Pairs of Charge Carriers in Conjugated Polymers Art. No. 33 104 // Phys. Rev. B. — 2001. — vol. 64, no. 3. — p. 33 104.
- H. Antoniadis, B. R. Hsieh Photoluminescence studies on poly (l, 4-phenyleneГ-phenyl vinylene) doped with fluorenylidene malononitrile // Chem. Phys. 1.tt. — 1995. — vol. 238, no. 4−6. — p. 301.
- W. L. Ma, С Y Yang, X. Gong, K. Lee, A. J. Heeger Thermally Stable, Efficient Polymer Solar Cells With Nanoscale Control of the Interpenetrating Network Morphology II Adv. Funct. Mater. — 2005. — vol. 15, no. 10. — p. 1617.
- Д. Ю. Паращук, А. И. Кокорин Современные фотоэлектрические ифотохимические методы преобразования1 солнечной энергии // Russian Chemistry Journal (Journal of Russian Mendeleev Chemical Society). — 2008. т. 52, № 6. -c. 107.
- S. A. Lerke, B. A. Parkinson, D. H Evans, P. J. Fagan Electrochemical Studieson Metal Derivatives of Buckminsterfullerene (C-60) // J. Am. Chem. Soc. 1992. — vol. 114, no. 20. — p. 7807.
- M. M. Wienk, J. M. Kroon, W. J. H. Verhees, J. Knol, J. C. Hummelen, P. A. Van Hal, R. A. J. Janssen Efficient Methano70. Fullerene/Mdmo-Ppv Bulk Heterojunction Photovoltaic Cells // Angew. Chem. Lnt. Edit. — 2003. — vol. 42, no. 29.-p. 3371.
- S. P. McGlynn Energetics of molecular complexes // Chem. Rev. — 1958. — vol.58.-p. 1113.
- G. Ruani, Fontanini, М. Murgia, Taliani Weak Intrinsic Charge TransferComplexes: a New Route for Developing Wide Spectrum Organic Photovoltaic Cells II J. Chem. Phys. — 2002. — vol. 116, no. 4. — p. L713.
- R. Foster, Organic Charge-Transfer Complexes — New York: Academic Press, 1969.
- S. G Elizarov, A. E. Ozimova, D. Y. Paraschuk, S. A. Arnautov, E. M. Nechvolodova Laser Light Scattering as a Probe of Phase Separation in DonorAcceptor Conjugated Polymer Films // Proc. SPIE. — 2006. — vol. 6257. — p. 293.
- А. А. Бакулин, A. H. Ходарев, Д. Мартьянов, Г. Елизаров, И. В. Головнин, Д. Ю. Паращук, А. Арнаутов, Е. М. Нечволодова Комплексы с переносом заряда сопряженного полимера // Доклады Академии Наук. 2004. — т. 398, № 6. — с. 774.
- D. Y. Paraschuk, S. G. Elizarov, А. N. Khodarev, А. N. Shchegolikhin, S. А. Arnautov, Е. М. Nechvolodova Weak intermolecular charge transfer in the ground state of a pi-conjugated polymer chain // Письма в ЖЭТФ. — 2005. — т. 81,№ 9. -с. 583.
- Т. R. Hebner, Wu, D. Mar су, М. Н. Lu, J. Sturm Ink-jet printing ofdoped polymers for organic light emitting devices // Appl. Phys. Lett. — 1998. vol. 72, no. 5.-p. 519.
- S.-C. Chang, J. Liu, J. Bharathan, Y Yang, J. Onohara, J. Kido MulticolorOrganic Light-Emitting Diodes Processed by Hybrid Inkjet Printing // Adv. Mater. — 1999. — vol. 11, no. 9. — p. 734.
- F. Pschenitzka, J. С Sturm Three-color organic light-emitting diodes patternedby masked dye diffusion II Appl. Phys. Lett. — 1999. — vol. 74, no. 13. — p.- 1913.
- A. R. John, B. Zhenan, D. Lisa Fabrication of patterned electroluminescentpolymers that emit in geometries with feature sizes into the submicron range // Appl. Phys. Lett. — 1998. — vol. 73, no. 3. — p. 294.
- G. Gustafsson, Y. Cao, G. M Treacy, F. Klavetter, N. Colaneri, A. J. HeegerFlexible light-emitting diodes made from soluble conducting polymers. // Nature. — 1992. — vol. 357, no. 6378. — p. 477.
- N. S. Sariciftci, L. Smilowitz, A. J. Heeger, F. Wudl Photoinduced ElectronTransfer from a Conducting Polymer to Buckminsterfullerene // Science. 1992. — vol. 258, no. 5087. — p. 1474.
- P. Peumans, S. R. Forrest Very-high-efficiency double-heterostructure copperphthalocyanine/C-60 photovoltaic cells II Appl. Phys. Lett. — 2001. — vol. 79, no. 1. — p. 126.
- P. Peumans, A. Yakimov, S. R. Forrest Small Molecular Weight Organic ThinFilm Photodetectors and Solar Cells (Vol 93, Pg 3693, 2003) // J. Appl. Phys. 2003. — vol. 93, no. 7. — p. 3693.
- J. Y. Kim, K. Lee, N. E. Coates, D. Moses, T. O. Nguyen, M. Dante, A. J. Heeger Efficient Tandem Polymer Solar Cells Fabricated by All-Solution Processing // Science. — 2007. — vol. 317, no. 5835. — p. 222.
- J. Peet, J. Y. Kim, N. E. Coates, W. L. Ma, D. Moses, A. J. Heeger, G С BazanEfficiency enhancement in low-bandgap polymer solar cells by processing with alkane dithiols // Nat. Mater. — 2007. — vol. 6, no. 7. — p. 497.
- B. J. Schwartz Conjugated Polymers: What makes a chromophore? // NatMater. — 2008. — vol. 7, no. 6. — p. 427.
- A. J. Heeger, F. Wudl, N. S. Sariciftci, R. A. J. Janssen, N. MartinPhotoinduced Electron Transfer Between Conjugated Polymers and a Homologous Series of Tcnq Derivatives // J. Phys. I. — 1996. — vol. 6, no. 12. p. 2151.
- T. Forster Transfer mechanisms of electronic excitation // Discuss. FaradaySoc. -1959.-vol. 27.-p. 7.
- S. Cook, H. Ohkita, Y Kim, J. J. Benson-Smith, D. D. С Bradley, J. R. DurrantA Photophysical Study of Pcbm Thin Films // Chem. Phys. Lett. — 2007. — vol. 445, no. 4−6. — p. 276.
- O. Epshtein, G. Nakhmanovich, Y. Eichen, E. Ehrenfreund Dispersivedynamics of photoexcitations in conjugated polymers measured by photomodulation spectroscopy // Phys. Rev. B. — 2001. — vol. 63, no. 12. — p. 125 206/1.
- S. A. Zapunidy, O. D. Paraschuk, Conjugated Polymer PhotoluminescenceQuenching by Ground-State Charge-Transfer Complex — Moscow: 1. ternational conference on Laser Applications in Life Sciences, 11−14 June 2007, Technical Digest — TuL05.
- O. Paraschuk, S. Zapunidy, Efficient quenching of conjugated polymerphotoluminescence by ground-state charge-transfer complex — Moscow: Photonics and" Laser Symposium (PALS-2007), 14−17 June 2007, Book of Abstracts, -p. 83.
- May 2008, Proceedings TPE 08. — p. 164.
- А. Запуниди, Д. Ю. Паращук Тушение фотолюминесценции черезрезонансный перенос энергии в смеси сопряжённого полимера с низкомолекулярным акцептором // ЖЭТФ. — 2008. — т. 134, № 6(12). — с. 1257.
- S. A. Zapimidi, Y. V. Krylova, D. Y. Paraschuk Analytical model forphotoluminescence quenching via Forster resonant energy transfer in a conjugated polymer doped by energy acceptors // Phys. Rev. B. — 2009. — vol. 79, no. 20. — p. 205 208.
- P. N. Prasad, J. Williams, Introduction to Nonlinear Effects in Molecules andPolymers — New York: John Wiley, 1991.
- Ч. Коулсон, Валентность — Москва: Мир, 1965.
- М. О. Осотов, Температурные зависимости спектров поглощения икомбинационного рассеяния композитов сопряженного полимера с низкомолекулярным акцептором — Дипломная работа: МГУ им. М. В. Ломоносова, 2007.
- Y. Furukawa Electronic Absorption* and Vibrational Spectroscopies ofConjugated. Conducting Polymers II J. Phys. Chem. — 1996. — vol. 100, no: 39. p. 15 644.
- Hideki Shirakawa, Edwin J. Louis, Alan G. MacDiarmid, Chwan K. Chiang, A. J: Heeger Synthesis of Electrically Conducting Organic Polymers: Halogen Derivatives of Polyacetylene, (CH)x // Chem: Commun. — 1977. — p: 578.
- J. L. Bredas, G B. Street Polarons, bipolarons, and solitons in' conductingpolymers II Ace. Chem. Res. — 1985. — vol. 18, no. 10. — p. 309:
- B. J. Schwartz Conjugated Polymers as Molecular Materials: How ChainConformation and Film Morphology Influence Energy Transfer and Interchain 1. teractions II Annu. Rev. Phys. Chem. — 2003. — vol. 54, no. 1. — p. 141.
- I. G Scheblykin, A. Yartsev, T. Pullerits, V. Gidbinas, V. Sundstrom ExcitedState and Charge Photogeneration Dynamics in Conjugated Polymers // J. Phys. Chem. B. — 2007. — vol. 111, no. 23. — p. 6303.
- Д. Лакович, Основы флуоресцентной спектроскопии — Москва: Мир, 1986.
- М. D. Mcgehee, A. J. Heeger Semiconducting (Conjugated) Polymers asMaterials for Solid- State Lasers // Adv. Mater. — 2000. — vol. 12, no. 22. — p. 1655.
- C. Y. Yang, F. Hide, M. A. Diaz-Garcia, A. J. Heeger, Y. Cao Microstructure ofThin Films of Photoluminescent Semiconducting Polymers // Polymer. — 1998. -vol. 39, no. 11.-p. 2299.
- Д. Ю. Паращук, Итоговый технический отчет по проекту МНТЦ 2666Р: Солнечные фотоэлементы на основе сопряженных полимеров, Международный лазерный центр Московского государственного университета, 2006.
- S. A. Arnautov, Е. М. Nechvolodova, A. A. Bakulin, S. G. Elizarov, А. N. Khodarev, D. S. Martyanov, D. Y. Paraschuk Properties of MEH-PPV films prepared by slow solvent evaporation // Synth. Met. — 2004. — vol. 147, no. 1−3. — p. 287.
- M. Tammer, A. P. Monkman Measurement of the anisotropic refractive indicesof spin cast thin poly (2-methoxy-5-(2 '-ethyl-hexyloxy)-p-phenylenevinylene) (MEH-PPV) films II Adv. Mater. — 2002. — vol. 14, no. 3. — p. 210.
- G. Yu, J. Gao, J. C. Hummelen, F. Wudl, A. J. Heeger Polymer PhotovoltaicCells — Enhanced Efficiencies via a Network of Internal Donor-Acceptor Heterojunctions // Science. — 1995. — vol. 270, no. 5243. — p. 1789.
- H. W. Kioto, J. R. Heath, S. С O’Brien, R. F. Curl, R. E. Smalley C60: Buckminsterfullerene II Nature. — 1985. — vol. 318, no. 6042. — p. 162.
- V. D. Mihailetchi, H. X. Xie, B. De Boer, L. J. A. Koster, P. W. M. BlomCharge Transport and Photocurrent Generation in Poly, (3-Hexylthiophene): Methanofullerene Bulk-Heterojunction Solar Cells // Adv. Fund. Mater. 2006.-vol. 16, no. 5.-p. 699.
- V. D. Mihailetchi, J. K. J. Van Duren, P. W. M. Blom, J. C. Hummelen, R. A. J. Janssen, J. M. Kroon, M. T. Rispens, W. J. H Verhees, M. M. Wienk Electron Transport in a Methanofullerene II Adv. Fund. Mater. — 2003. — vol. 13, no. 1. p. 43.
- E. Von Haujf, J. Parisi, V. Dyakonov Investigations of the Effects ofTempering and Composition Dependence on Charge Carrier Field Effect Mobilities in Polymer and Fullerene Films and Blends // J. Appl. Phys. — 2006. -vol. 100, no. 4 .-p. 43 702.
- F. B. Kooistra, V. D. Mihailetchi, L. M. Popescn, D. Kronholm, P. W. M. Blom, J. C. Hummelen New C-84 Derivative and Its Application in a Bulk Heterojunction Solar Cell // Chem. Mater. — 2006. — vol. 18, no. 13. — p. 3068.
- Данные по поглощению металлокомплексов фуллеренов в растворе, неопубликованно (2007).
- К. Хлопкин, Спектроскопия фотоиндуцированного поглощения смесейсопряжённого полимера и металлокомплексов фуллеренов — Дипломная работа: МГУ им. М. В. Ломоносова, 2008.
- P. J. Melz Photogeneration in Trinitrofluorenone-Poly (N-Vinylcarbazole) // J.Chem. Phys. — 1972. — vol. 57, no. 4. — p. 1694.
- A. A. Bakulin, A. N. Khodarev, D. S. Martyanov, S. G. Elizarov, I. V. Golovnin, D. Y. Paraschuk, S. A. Arnautov, E. M. Nechvolodova Charge Transfer Complexes of a Conjugated Polymer // Dokl. Chem. — 2004. — vol. 398, no. 4−6. — p. 204.
- R. S. Mulliken Molecular Compounds and their Spectra. II // J. Am. Chem. Soc.- 1952. — vol. 74. -p. 811.
- J. R. Lakowicz, Principles of fluorescence spectroscopy — New York: KluwerAcademic/Plenum, 1999.
- B. P. Lyons, K. S. Wong, A. P. Monkman Study of the energy transfer processesin polyfluorene doped with tetraphenyl porphyrin // J. Chem. Phys. — 2003. vol. 118, no. 10.-.- p: 4707.
- K. Brunner, A. Tortschanoff, C. Warmuth, H. Bassler, H. F. Kauffmann SiteTorsional Motion and Dispersive Excitation Hopping Transfer in piConjugated Polymers IIJ. Phys. Chem. B. — 2000. — vol. 104, no. 16. — p. 3781.
- S. J. Jang, M. D. Newton, R. J. Silbey Multichromophoric Forster ResonanceEnergy Transfer // Phys. Rev. Lett. — 2004. — vol. 92, no. 21. — p. 218 301.
- K. M. Gaab, C. J. Bardeen Wavelength and Temperature Dependence of theFemtosecond Pump-Probe Anisotropics in the Conjugated Polymer Meh-Ppv: 1. plications for Energy-Transfer Dynamics // J. Phys. Chem. B. — 2004. — vol. 108, no. 15.-p. 4619.
- T. O. Nguyen, J. J. Wu, V. Doan, B. J. Schwartz, S. H. Tolbert Control ofEnergy Transfer in Oriented Conjugated Polymer- Mesoporous Silica Composites // Science. — 2000. — vol. 288, no. 5466. — p. 652.
- A. Ruseckas, M. Theander, M. R. Andersson, M. Svensson, M. Prato, O.1.ganas, V. Sundstrom Ultrafast photogeneration of inter-chain charge pairs in polythiophene films // Chem. Phys. Lett — 2000. — voh 322, no. 1−2. — p. 136.
- S. R. Scully, P. B. Armstrong, C. Edder, J. M. J. Frechet, M. D: Mcgehee1. ng7Range Resonant Energy Transfer for Enhanced Exciton Harvesting for Organic Solar Cells II Adv. Mater. — 2007. — vol. 19, no. 19. — p. 2961.
- М. Т. Lloyd, Y. F. Lim, G G. Malliaras Two-step exciton dissociation inpoly (3-hexylthiophene)/fullerene heterojunctions // Appl. Phys. Lett. — 2008. vol. 92, no. 14. — p. 143 308.
- D. D. C. Bradley, R. H. Friend Light-induced luminescence quenching inprecursor-route poly (p-phenylene vinylene) // J. Phys.: Condens. Matter. 1989.-vol. 1.-p. 3671.
- D. P. Zoran Electric field induced fluorescence quenching and photocarriergeneration in x-metal-free phthalocyanine // J. Chem. Phys. — 1982. — vol. 76, no. 5. — p. 2714.
- M. Denssen, M. Scheidler, H. Bassler Electric field-inducedphotoluminescence quenching in thin-film light-emitting diodes based on poly (phenyl-p-phenylene vinylene) // Synth. Met. — 1995. — vol. 73, no. 2. — p. 123.
- M. Deiissen, P. Haring Bolivar, G. Wegmann, H. Kiirz, H. Bassler Electricfield-induced photoluminescence quenching in molecularly doped polymer light-emitting diodes // Chem. Phys. — 1996. — vol. 207, no. 1. — p. 147.
- H. D. Burrows, J. S. de Melo, C. Serpa, L. G Arnaut, M. D. Miguel, A. P. Monhnan, J. Hamblett, S. Navaratnam Triplet state dynamics on isolated conjugated polymer chains // Chem. Phys. — 2002. — vol. 285, no. 1. — p. 3.
- V. I. Arkhipov, H. Bassler Exciton dissociation and charge photogeneration inpristine and doped conjugated polymers. // Phys. Status Solidi A. — 2004. — vol. 201, no. 6. -p. 1152.
- J. Klafter, A. Blumen Models for dynamically controlled relaxation // Chem.Phys. Lett. -1985. — vol. 119, no. 5. — p. 377.
- U. Lemmer, A. Ochse, M. Deussen, R. F. Mahrt, E. O. Gobel, H. Bassler, P. Haring Bolivar, G Wegmann, H. Kurz Energy transfer in molecularly doped conjugated polymers // Synth. Met. — 1996. — vol. 78, no. 3. — p. 289.
- S. E. Shaheen, C. J. Brabec, N. S. Sariciftci, F. Padinger, T. Fromherz, J. СHummelen 2.5% Efficient Organic Plastic Solar Cells // Appl. Phys. Lett. 2001.-vol. 78, no. 6.-p. 841.
- V. I. Arkhipov, E. V. Emelianova, H Bassler Quenching of excitons in dopeddisordered organic semiconductors // Phys. Rev. B. — 2004. — vol. 70, no. 20. p. 205 205.
- Y. X. Liu, M. A. Summers, S. R. Scully, M. D. Mcgehee Resonance EnergyTransfer From Organic Chromophores to Fullerene Molecules // J. Appl. Phys. — 2006. — vol1. 99, no. 9. — p. 93 521.
- А. И. Бурштейн Концентрационное тушение некогерентных возбужденийв растворах // УФН. — 1984. — т. 143, № 4. — с. 553.
- Т. А. Кулаков, Спектроскопия фотоиндуцированного поглощения иэлектропоглощения высокоупорядоченного полиацетилена Кандидатская диссертация: МГУ им. М. В. Ломоносова, 1997.
- Д. Ю. Паращук, Высокочувствительная нелинейная спектроскопияклассических полупроводников и нанополиацетилена — Докторская диссертация: МГУ им. М. В. Ломоносова, 2005.
- S. Westenhoff, W. J. D. Beenken, A. Yartsev, N. C. Greenham Conformationaldisorder of conjugated polymers // J. Chem. Phys. — 2006. — vol. 125, no. 15. p. 154 903.
- W. J. D. Beenken, T. Pullerits Excitonic Coupling in Polythiophenes: Comparison of Different Calculation Methods // J. Chem. Phys. — 2004. — vol. 120, no. 5.-p. 2490.
- Y. H. Ahn, D. S. Kim, J. Y. Park, Y W. Park, С H. Lee, D. H. Hwang, T. ZyungUltrafast Photoluminescence of a Highly Luminescent Ppv Derivative // Synth. Met. — 1999. — vol. 101, no. 1−3. — p. 242.
- D. L. Dexter A Theory of Sensitized Luminescence in Solids // J. Chem. Phys.- 1953. — vol. 21, no. 5. — p. 836.
- O. D. Parashchuk, A. Y. Sosorev, V. V. Briievich, D. Y Paraschuk, Associationfunction of conjugated polymer charge-transfer complex, submitted to Macromolecules (2009).
- D. Levy, B. R. Arnold Influence of Localized Excited States on the TransitionMoment Directions of Charge Transfer Complex Absorptions // J. Phys. Chem. A. -2005. -vol. 109, no. 10.-p. 2113.
- Д. Ю. Паращук, О. Д. Паращук, Н. Поляков, В. В. Волков, Э. Левин, Данные по рентген-структурному анализу плёнок смеси МЕГ-ПФВ/ТНФ, не опубликованно (2008).
- D. Dubois, G. Moninot, W. Kutner, M T. Jones, К. M. Kadish Electroreductionof Buckminsterfullerene, C60, in aprotic solvents. Solvent, supporting electrolyte, and temperature effects II J. Phys. Chem. — 1992. — vol. 96, no. 17. p. 7137.
- A. Reed, R. D. Bolskar Discrete Fulleride Anions and Fullerenium Cations //Chem. Rev. — 2000. — vol. 100, no. 3. — p. 1075.
- S. M. Peregudova, L. I. Denisovich, E. V. Martynova, M. V. Tsikalova, Y. N. Novikov Electrochemical Oxidation and Reduction of Osmium and Iridium Complexes With Fullerene C-60 // Russ. J. Electrochem. — 2008. — vol. 44, no. 2. — p. 249.
- Частное сообщение Y. N. Novikov (2008).