Structure-Property Correlation as a Function of Donor and Acceptor Arrangement in Low Band Gap ...

160 Pages·2014·3.03 MB·English

Structure‐Property Correlation as a Function 
of Donor and Acceptor Arrangement in Low 
Band Gap Materials 

DISSERTATION 

zur Erlangung des akademischen Grades  
eines Doktors der Naturwissenschaften (Dr. rer. nat.) 
im Promotionsprogramm  
Fotophysik synthetischer und biologischer multichromophorer Systeme  
der Bayreuther Graduiertenschule für Mathematik und Naturwissenschaften 

vorgelegt von  
Anne Neubig 

Geboren in Pegnitz / Deutschland 

Bayreuth, 2014

Die  vorliegende  Arbeit  wurde  in  der  Zeit  von  Januar  2010  bis  Mai  2014  in  der 
Arbeitsgruppe  Angewandte  Funktionspolymere  am  Lehrstuhl  für  Makromolekulare 
Chemie I der Universität Bayreuth unter der Betreuung von Herrn Prof. Dr. Mukundan 
Thelakkat angefertigt. 

Vollständiger Abdruck der von der Bayreuther Graduiertenschule für Mathematik und 
Naturwissenschaften  (BayNAT)  der  Universität  Bayreuth  genehmigten  Dissertation  
zur  Erlangung  des  akademischen  Grades  eines  Doktors  der  Naturwissenschaften      
(Dr. rer. nat.). 

Dissertation eingereicht am:        14.05.2014   
Zulassung durch das Leitungsgremium:    15.05.2014 
Wissenschaftliches Kolloquium:      27.06.2014 

Amtierender Direktor:         Prof. Dr. Franz Xaver Schmid 

Prüfungsausschuss: 

  Prof. Dr. Mukundan Thelakkat    (Erstgutachter) 
  Prof. Dr. Peter Strohriegl      (Zweitgutachter) 
  Prof. Dr. Stephan Kümmel      (Vorsitz)   
  Prof. Dr. Carlo Unverzagt           

I
II
Meiner Familie 

III
IV
„Courage ist gut, aber Ausdauer ist besser“ 

Theodor Fontane 

V
VI
Table of contents

TABLE OF CONTENTS 

1.  Summary  1
2.  Zusammenfassung  5
3.  Introduction  9
3.1  Low band gap materials  9
3.2  Synthetic methods towards low band gap materials  21
3.3  Charge carrier mobility in organic semiconductors  28
3.4  Objectives of the thesis  36

4.  Overview of the thesis  47
5.  Optical absorption in donor‐acceptor polymers ‐ alternating vs.  59
random 
6.  Random vs. alternating donor‐acceptor copolymers: A comparative  99
study of absorption and field effect mobility 
7.  Optical gap tuning in thiophene‐substituted naphthalenediimides  119
  Danksagung  143
  Erklärung  147

VII
VIII