abstract: Integrated photonics requires high gain optical materials in the telecom wavelength range for optical amplifiers and coherent light sources. Erbium (Er) containing materials are ideal candidates due to the 1.5 μm emission from Er3+ ions. However, the Er density in typical Er-doped materials is less than 1 x 1020 cm-3, thus limiting the maximum optical gain to a few dB/cm, too small to be useful for integrated photonics applications. Er compounds could potentially solve this problem since they contain much higher Er density. So far the existing Er compounds suffer from short lifetime and strong upconversion effects, mainly due to poor quality of crystals produced by various methods of thin film growth and deposition. This dissertation explores a new Er compound: erbium chloride silicate (ECS, Er3(SiO4)2Cl ) in the nanowire form, which facilitates the growth of high quality single crystals. Growth methods for such single crystal ECS nanowires have been established. Various structural and optical characterizations have been carried out. The high crystal quality of ECS material leads to a long lifetime of the first excited state of Er3+ ions up to 1 ms at Er density higher than 1022 cm-3. This Er lifetime-density product was found to be the largest among all Er containing materials. A unique integrating sphere method was developed to measure the absorption cross section of ECS nanowires from 440 to 1580 nm. Pump-probe experiments demonstrated a 644 dB/cm signal enhancement from a single ECS wire. It was estimated that such large signal enhancement can overcome the absorption to result in a net material gain, but not sufficient to compensate waveguide propagation loss. In order to suppress the upconversion process in ECS, Ytterbium (Yb) and Yttrium (Y) ions are introduced as substituent ions of Er in the ECS crystal structure to reduce Er density. While the addition of Yb ions only partially succeeded, erbium yttrium chloride silicate (EYCS) with controllable Er density was synthesized successfully. EYCS with 30 at. % Er was found to be the best. It shows the strongest PL emission at 1.5 μm, and thus can be potentially used as a high gain material. / Dissertation/Thesis / Ph.D. Physics 2013

Thesis (PhD)--Stellenbosch University, 2011. / ENGLISH ABSTRACT: The generation of ultrafast light pulses and the development of time resolved spectroscopic techniques, such as the femtosecond pump probe spectroscopy technique, have facilitated the study of ultrafast energy transfer in the photosynthetic systems of green plants and photodynamic therapy drugs. It has allowed the investigation of biological and chemical processes that take place on the ultrafast timescale and has allowed us to obtain spectral and kinetic information on energy transfer. In addition, it has allowed time resolved experiments in which the transient absorption of species under investigation was observed and has elucidated molecular dynamics. In the present work this was done with a temporal resolution of approximately 200 fs and covering a pump-to-probe delay range of 300 fs to 2 ns. The main aims of this study were to characterise the femtosecond pump probe spectroscopy system, to investigate the energy transfer in the natural light harvesting complex II (LHC II) in view of future expansion to the study of synthesized arti cial functional light harvesting complexes and nally to study ultrafast processes in zinc phthalocyanine (ZnPc) systems. In photosynthetic organisms, LHC II is the most abundant light harvesting complex and it plays an important role in light harvesting and photoprotection. The light energy is absorbed by light harvesting complexes and transferred to a reaction centre (RC) in an ultrafast timescale. Phthalocyanines are a new class of photosensitiser used for photodynamic therapy. These drugs are used to treat small and super cial tumours. The energy transfer from the singlet excited state to the triplet excited state occurs on an ultrafast timescale. However, recent work done on zinc phthalocyanine has proved that the determination of the ultrafast component remains a challenge. Several ultrafast studies carried out on ZnPc in solvents have been not only unsuccessful to give a clear picture of the ultrafast dynamics but have also produced divergent results. In this study, a characterisation of the femtosecond pump probe spectroscopy setup was done. The samples under investigation were probed by a white light continuum. The generation of the white light continuum introduced chirp, which in uenced the temporal evolution of the transient absorption results. The technique used to correct the chirp introduced by white light generation is discussed in detail. Our femtosecond pump probe spectroscopy setup was benchmarked by using a well known dye, namely malachite green. In addition, the investigation of the transient absorption change of LHC II, an active component in photosynthesis, as extracted from spinach leaves and the ultrafast dynamics of a promising photosensitiser ZnPc in dimethyl sulfoxide (DMSO) as well as in dimethyl formamide (DMF) was done. The spectral and dynamic results obtained using these three samples are described and exponential ts to the absorbance decay curves used to estimate the timescales of the energy transfer processes are presented. In this experiment, the dynamics and measured time constants related to the energy transfer between the different types of chlorophyll in LHC II was monitored, whereas with ZnPc, the dynamics and the measured time constants associated with solvation dynamics and vibrational relaxation was examined. / AFRIKAANSE OPSOMMING: Die vorming van ultravinnige lig pulse en die ontwikkeling van tyd opgelosde spektroskopiese tegnieke, soos die femtosekonde pomp proef spektroskopie tegniek, het die studie van ultravinnige energie oordrag in fotosintetiese stelsels van groen plante en chemiese prosesse gefasiliteer, wat kan plaasvind op die ultravinnige tyd skaal en laat dit toe om spektrale en kinetiese informasie oor die energie oordrag te kan bepaal. Dit het ook dit moontlik gemaak om tyd opgelosde eksperimente te kan doen waarin ons veranderlike absorbsie van die monster kon ondersoek en die molekulere dinamika kon ontrafel. In hierdie werk is dit gedoen met n tyd resolusie van omtrent 200 fs termyl 'n pomp-tot-proef tydvertraging van 300 fs tot 2 ns gebruik is. Die hoof doelwitte van hierdie werk was om 'n femtosekonde pomp proef spektroskopie stelsel te karakteriseer, die energie oordrag in die natuurlike ligoes kompleks II te ondersoek met die toekomstige uitbreiding van die studie na sintetiese lig-oes komplekse as oogmerk en laastens om ultravinnige prosesse in Sink Ftalosianiene stelsels te ondersoek. In fotosintetiese organismes, is lig oes kompleks II die mees volop lig oes kompleks en speel 'n belangrike rol in lig oes en foto skerming. Die lig energie word geabsorbeer deur lig oes komplekse en dan oorgedra na reaksie middelpunte in 'n ultravinnige tydskaal. Ftalosianiene is 'n nuwe klas fotosensiteerder wat gebruik word in fotodinamiese terapie. Hierdie dwelms word gebruik om klein en oppervlakkige gewasse te behandel. Die energie oordrag van die opgewekte singlet tot die triplet toestand vind plaas op die ultravinnige tydskaal. Onlangse navorsingswerke het getoon dat die bepaling van die ultravinnige komponent 'n uitdaging bly. Verskeie vorige ondersoeke is gedoen op Sink Ftalosianiene in verskeie oplosmiddels, en nie net het hierdie studies nie 'n helder prentjie verskaf van die ultravinnige dinamika nie, maar het ook divergerende resultate opgelewer. In hierdie werk word 'n karakterisering van die femtosekonde pomp proef spektroskopie stelsel gedoen. Die monsters is ondersoek met 'n wit lig kontinuum proef. Die vorming van die wit lig kontinuum het tjirp veroorsaak, wat die tyd evolusie van die veranderlike absorbsie resultate beinvloed het. Die tegniek wat gebruik was om die tjirp te korregeer word bespreek. Ons femtosekonde pomp proef spektroskopie stelsel is gestandardiseer deur die welbekende kleurstof malachiet groen. Ons het ook die veranderlike absorbsie van lig oes kompleks II ondersoek, 'n aktiewe komponent in fotosintese, soos dit onttrek is uit spinasie blare, asook die ultravinnige dinamika van die belowende photosensitizer Sink Ftalosianiene in DMSO asook DMF. Die spektrale en dinamiese resultate verkry vanaf hierdie drie monsters word beskryf en eksponensiele passings aan die absorbsie verval kurwes is gebruik om die tydskale van die energie oordrag prosesse te skat. In hierdie eksperiment is dinamika en gemete tydkonstantes waargeneem wat toegeskryf kan word aan die energie oordrag tussen verskillende soorte chloro l in lig oes kompleks II. In die Sink Ftalosianien eksperimente is dinamika en gemete tydkonstantes waargeneem wat toegeskryf kan word aan solverings dinamika asook vibrasionele ontspanning.

This thesis was conducted on behalf of Butong AB, who wanted to test and develop an environmental friendly, so called green sound barrier, which combines both art and science.Different configurations of the product were proposed by the company with various filling materials, as it was predicted that the filling materials would be the main sound absorbent among all parts of the structure.The thesis work started by selecting the best of the proposed fillings which could be of interest - that is those which were expected to have high sound absorption coefficients. The selection process was based on experience, reading and advice. The main idea behind the selection process was saving cost for the company as well as effort.Impedance tube method was used for performing the measurements on samples of the green sound barriers, in order to calculate the acoustical properties of each material and every construction, as it was considerably reliable, cheap and fast to use.The measurements were done according to a combination between standards described in ISO 10534-2:1998 and ASTM E2611-09, for performing test measurements using the impedance tube.This master thesis gives an explanation of the predicted absorption characteristics of the green sound barriers including the usage of different fillings, as well as the advantages and disadvantages of using it in real life applications.

In der vorliegenden Arbeit wurden Thiophenoligomere nach dem Konzept Akzeptor – Donator – Akzeptor (A-D-A) und Donator – Akzeptor – Donator (D-A-D) synthetisiert und umfassend charakterisiert. Oligothiophene unterschiedlicher Kettenlänge stellen dabei den Donatoranteil des Moleküls dar, während 2,2-Dicyanovinyle (DCV), 1,3,2-2H-Dioxaborine (DOB), 2,1,3-Benzothiadiazole (BTDA) die Akzeptorstruktur im Molekül repräsentieren. Diese Materialien sollen als Absorber in der intrinsischen Schicht von organischen Solarzellen (OSC) eingesetzt werden. Zusätzliche Untersuchungen an DOB-substituierten Fluorenen, die als Elektronentransportmaterialien in der n-Schicht von OSC Anwendung finden sollten, erwiesen sich in diesem Fall nicht als vielversprechend. Alle untersuchten Verbindungen wurden, abhängig von ihrer Löslichkeit bzw. Verdampfbarkeit im Vakuum, durch Absorption in Lösung und im dünnen Film, durch Cyclovoltammetrie (CV) und durch DFT-Rechnung charakterisiert. Die thermische Stabilität wurde durch TG/DTA-Messungen untersucht. Die Ladungsträgerbeweglichkeit der DCV-Verbindungen wurde in organischen Feldeffekttransistoren untersucht, sowie Solarzellen mit verschiedenen Schichtdicken der Quinquethiophenverbindung DCV2-5T als Donatormaterial der intrinsischen Schicht angefertigt. Eine gezielte Modifikation der Verbindungen durch Wahl des Akzeptors und die Länge des aromatischen Systems ermöglichte die Synthese von Molekülen mit abstimmbaren Eigenschaften. Eine bathochrome Verschiebung des Absorptionsmaximums kann durch eine Vergrößerung des π-Systems erreicht werden. CV-Messungen und DFT-Rechnungen zeigen, dass E(LUMO) maßgeblich vom Akzeptor bestimmt wird, während E(HOMO) mehr durch den Donatorteil des Moleküls beeinflusst wird. Diese Eigenschaften sind unabhängig vom Aufbau (A-D-A oder D-A-D) der Verbindungen. Bezüglich der thermischen Stabilität sind die D-A-D – Verbindungen gegenüber den A-D-A – Verbindungen zu favorisieren. Ein weiterer wichtiger Schlüsselpunkt der Arbeit ist die Erkenntnis, dass die bisher verwendeten Alkylketten am Rückgrat des Oligothiophens die Löcherbeweglichkeit der Verbindungen stark herabsetzen. Zwei Solarzellen in einer m-i-p– Anordnung (Metall – intrinsisch – p-dotiert) erreichen mit dem DCV2-5T (Schichtdicke 6 bzw. 10 nm) als Donatormaterial eine Effizienz von 2.8 %. Die Zellen zeichnen sich durch einen hohen Füllfaktor (bis zu 58 %) aus und erreichen eine Leerlaufspannung von bis zu 1.03 V. Die Interpretation der J-V-Kennlinien führt zu der Annahme, dass die Exzitonendiffusionslänge kürzer als 10 nm ist, weswegen es bei einer höheren Schichtdicke des Thiophens zu einer Rekombination der erzeugten Exzitonen kommt. / The present thesis deals with thiophene oligomers according to the concept acceptor-donor-acceptor (A-D-A) or donor-acceptor-donor (D-A-D). Thiophenes represent the donor-part of the molecule whereas the acceptor-part can either be 2,2-dicyanovinyle (DCV), 1,3,2-2H-dioxaborine (DOB) or 2,1,3-benzothiadiazole (BTDA). These materials are supposed to work as absorbers in the intrinsic layer of an organic small molecular solar cell (OSC). Additional studies on substituted fluorenes, however, known to work as electron transport material in the n-layer of OSC, have not proved promising in this case. Depending on their solubility in organic solvents or their suitability for vacuum sublimation, all compounds were characterised by absorption measurements in solution and thin film, cyclic voltammetry (CV) and DFT-calculations. The thermal stability was determined by thermal analysis. Charge carrier mobility measurements using organic field effect transistors were applied to investigate the DCV-compounds. The quinquethiophene DCV2-5T was used in varying thicknesses as a donor material in the intrinsic absorbing layer of an OSC. Systematic variation of the compounds by applying different accepting groups and/or modifying the lengths of the aromatic systems permitted the synthesis of molecules with tunable properties. A bathochromic shift of the absorption maximum can be achieved by increasing the number of thiophene units. CV measurements and DFT calculations reveal a dependency of E(LUMO) on the accepting group whereas E(HOMO) is more influenced by the donor part of the molecule. These properties are independent from the concept A-D-A or D-A-D. Concerning thermal stability, D-A-D compounds seem to be more stable than A-D-A materials. Another important point is the knowledge that alkyl chains used so far at the backbone of the oligothiophene chain significantly decrease the hole mobility. Two OSCs arranged in an m-i-p-stack (metal – intrinsic – p-doped) with the quinquethiophene DCV2-5T (layer thickness 6 and 10 nm) both reach an efficiency of 2.8 %. They show a high fillfactor (up to 58 %) and reach an open circuit voltage of 1.03 V. Interpretation of the other parameters leads to the assumption that the exciton diffusion length of the molecule is shorter than 10 nm. This results in a recombination of the excitons in the cell with the thicker layer of DCV2-5T.

In der vorliegenden Arbeit wurden Thiophenoligomere nach dem Konzept Akzeptor – Donator – Akzeptor (A-D-A) und Donator – Akzeptor – Donator (D-A-D) synthetisiert und umfassend charakterisiert. Oligothiophene unterschiedlicher Kettenlänge stellen dabei den Donatoranteil des Moleküls dar, während 2,2-Dicyanovinyle (DCV), 1,3,2-2H-Dioxaborine (DOB), 2,1,3-Benzothiadiazole (BTDA) die Akzeptorstruktur im Molekül repräsentieren. Diese Materialien sollen als Absorber in der intrinsischen Schicht von organischen Solarzellen (OSC) eingesetzt werden. Zusätzliche Untersuchungen an DOB-substituierten Fluorenen, die als Elektronentransportmaterialien in der n-Schicht von OSC Anwendung finden sollten, erwiesen sich in diesem Fall nicht als vielversprechend. Alle untersuchten Verbindungen wurden, abhängig von ihrer Löslichkeit bzw. Verdampfbarkeit im Vakuum, durch Absorption in Lösung und im dünnen Film, durch Cyclovoltammetrie (CV) und durch DFT-Rechnung charakterisiert. Die thermische Stabilität wurde durch TG/DTA-Messungen untersucht. Die Ladungsträgerbeweglichkeit der DCV-Verbindungen wurde in organischen Feldeffekttransistoren untersucht, sowie Solarzellen mit verschiedenen Schichtdicken der Quinquethiophenverbindung DCV2-5T als Donatormaterial der intrinsischen Schicht angefertigt. Eine gezielte Modifikation der Verbindungen durch Wahl des Akzeptors und die Länge des aromatischen Systems ermöglichte die Synthese von Molekülen mit abstimmbaren Eigenschaften. Eine bathochrome Verschiebung des Absorptionsmaximums kann durch eine Vergrößerung des π-Systems erreicht werden. CV-Messungen und DFT-Rechnungen zeigen, dass E(LUMO) maßgeblich vom Akzeptor bestimmt wird, während E(HOMO) mehr durch den Donatorteil des Moleküls beeinflusst wird. Diese Eigenschaften sind unabhängig vom Aufbau (A-D-A oder D-A-D) der Verbindungen. Bezüglich der thermischen Stabilität sind die D-A-D – Verbindungen gegenüber den A-D-A – Verbindungen zu favorisieren. Ein weiterer wichtiger Schlüsselpunkt der Arbeit ist die Erkenntnis, dass die bisher verwendeten Alkylketten am Rückgrat des Oligothiophens die Löcherbeweglichkeit der Verbindungen stark herabsetzen. Zwei Solarzellen in einer m-i-p– Anordnung (Metall – intrinsisch – p-dotiert) erreichen mit dem DCV2-5T (Schichtdicke 6 bzw. 10 nm) als Donatormaterial eine Effizienz von 2.8 %. Die Zellen zeichnen sich durch einen hohen Füllfaktor (bis zu 58 %) aus und erreichen eine Leerlaufspannung von bis zu 1.03 V. Die Interpretation der J-V-Kennlinien führt zu der Annahme, dass die Exzitonendiffusionslänge kürzer als 10 nm ist, weswegen es bei einer höheren Schichtdicke des Thiophens zu einer Rekombination der erzeugten Exzitonen kommt.:Abstract 1 Kurzfassung 2 Tagungsbeiträge und Veröffentlichungen 3 1 Einleitung und Problemstellung 5 2 Physikalische Grundlagen 9 2.1 Organische Halbleiter 9 2.2 Aufbau und Funktionsweise organischer Solarzellen 11 2.3 Wichtige Parameter zur Charakterisierung organischer Solarzellen 16 2.4 Messmethoden zur Bestimmung der Grenzorbitale 17 2.4.1 Cyclovoltammetrie (CV) 17 2.4.2 DFT-Rechnungen 22 3 Motivation 25 4 Bisheriger Kenntnisstand 29 4.1 Absorbermaterialien der intrinsischen Schicht 29 4.1.1 Phthalocyanine (MPc (M = Zn, Cu)) 29 4.1.2 Oligothiophene 31 4.1.3 Fulleren C60 33 4.2 n-Leiter 35 4.2.1 Fulleren C60 (dotiert) 35 4.2.2 Bathophenanthrolin (BPhen) und Bathocuproin (BCP) 36 4.2.3 Transparenter n-Leiter: Naphthalentetracarboxyl Dianhydrid (NTCDA) 38 4.3 „Bandgap engineering“ – Zusammenspiel zwischen Donator und Akzeptor 39 4.3.1 Dicyanovinyle 41 4.3.2 1,3,2-(2H)-Dioxaborine 41 4.3.3 2,1,3-Benzothiadiazole 43 4.4 Thiophene 44 4.4.1 Ringaufbauende Reaktionen 44 4.4.2 Substitutionsmöglichkeiten am Thiophen 47 4.4.3 Übergangsmetallkatalysierte Kupplungsreaktionen zum Aufbau von Oligothiophenketten 48 4.5 Fluorene 49 5 Ergebnisse und Diskussion 51 5.1 Akzeptorsubstituierte Oligothiophene 51 5.1.1 Akzeptor-Donator-Akzeptor-Strukturen 51 5.1.1 Donator-Akzeptor-Donator-Strukturen 57 5.2 Fluorene 64 5.3 Unsymmetrische Donator-Akzeptor-Verbindungen mit neuen Akzeptoren – Ausgangspunkt für zukünftige Forschung 65 5.4 Auswertung und Vergleich physikalischer Messungen 66 5.4.1 Absorptionsmessungen in Lösung und im Film 66 5.4.2 Ergebnisse aus Cyclovoltammetrie-Messungen 75 5.4.3 Ergebnisse aus DFT-Rechnungen 85 5.4.4 Thermogravimetrie und Differentialthermoanalyse-Messungen 91 5.4.5 Beweglichkeitsmessungen 104 5.4.6 Eintragung der erhaltenen Ergebnisse ins Spinnennetzdiagramm und ihre Bewertung 107 5.4.7 Solarzelle mit DCV2-5T 116 6 Zusammenfassung und Ausblick 121 6.1 Zusammenfassung 121 6.2 Ausblick 123 7 Experimenteller Teil 125 7.1 Allgemeine Angaben 125 7.2 Synthese und Charakterisierung der akzeptorsubstituierten Oligomere 128 7.3 Synthese und Charakterisierung der Fluorenverbindungen 160 7.4 Synthese und Charakterisierung unsymmetrischer Donator-Akzeptor-Verbindungen mit neuen Akzeptoren 167 8 Anhang 173 8.1 Abkürzungs- und Trivialnamenverzeichnis 173 8.2 Literaturverzeichnis 176 Danksagung 181 Versicherung 183 / The present thesis deals with thiophene oligomers according to the concept acceptor-donor-acceptor (A-D-A) or donor-acceptor-donor (D-A-D). Thiophenes represent the donor-part of the molecule whereas the acceptor-part can either be 2,2-dicyanovinyle (DCV), 1,3,2-2H-dioxaborine (DOB) or 2,1,3-benzothiadiazole (BTDA). These materials are supposed to work as absorbers in the intrinsic layer of an organic small molecular solar cell (OSC). Additional studies on substituted fluorenes, however, known to work as electron transport material in the n-layer of OSC, have not proved promising in this case. Depending on their solubility in organic solvents or their suitability for vacuum sublimation, all compounds were characterised by absorption measurements in solution and thin film, cyclic voltammetry (CV) and DFT-calculations. The thermal stability was determined by thermal analysis. Charge carrier mobility measurements using organic field effect transistors were applied to investigate the DCV-compounds. The quinquethiophene DCV2-5T was used in varying thicknesses as a donor material in the intrinsic absorbing layer of an OSC. Systematic variation of the compounds by applying different accepting groups and/or modifying the lengths of the aromatic systems permitted the synthesis of molecules with tunable properties. A bathochromic shift of the absorption maximum can be achieved by increasing the number of thiophene units. CV measurements and DFT calculations reveal a dependency of E(LUMO) on the accepting group whereas E(HOMO) is more influenced by the donor part of the molecule. These properties are independent from the concept A-D-A or D-A-D. Concerning thermal stability, D-A-D compounds seem to be more stable than A-D-A materials. Another important point is the knowledge that alkyl chains used so far at the backbone of the oligothiophene chain significantly decrease the hole mobility. Two OSCs arranged in an m-i-p-stack (metal – intrinsic – p-doped) with the quinquethiophene DCV2-5T (layer thickness 6 and 10 nm) both reach an efficiency of 2.8 %. They show a high fillfactor (up to 58 %) and reach an open circuit voltage of 1.03 V. Interpretation of the other parameters leads to the assumption that the exciton diffusion length of the molecule is shorter than 10 nm. This results in a recombination of the excitons in the cell with the thicker layer of DCV2-5T.:Abstract 1 Kurzfassung 2 Tagungsbeiträge und Veröffentlichungen 3 1 Einleitung und Problemstellung 5 2 Physikalische Grundlagen 9 2.1 Organische Halbleiter 9 2.2 Aufbau und Funktionsweise organischer Solarzellen 11 2.3 Wichtige Parameter zur Charakterisierung organischer Solarzellen 16 2.4 Messmethoden zur Bestimmung der Grenzorbitale 17 2.4.1 Cyclovoltammetrie (CV) 17 2.4.2 DFT-Rechnungen 22 3 Motivation 25 4 Bisheriger Kenntnisstand 29 4.1 Absorbermaterialien der intrinsischen Schicht 29 4.1.1 Phthalocyanine (MPc (M = Zn, Cu)) 29 4.1.2 Oligothiophene 31 4.1.3 Fulleren C60 33 4.2 n-Leiter 35 4.2.1 Fulleren C60 (dotiert) 35 4.2.2 Bathophenanthrolin (BPhen) und Bathocuproin (BCP) 36 4.2.3 Transparenter n-Leiter: Naphthalentetracarboxyl Dianhydrid (NTCDA) 38 4.3 „Bandgap engineering“ – Zusammenspiel zwischen Donator und Akzeptor 39 4.3.1 Dicyanovinyle 41 4.3.2 1,3,2-(2H)-Dioxaborine 41 4.3.3 2,1,3-Benzothiadiazole 43 4.4 Thiophene 44 4.4.1 Ringaufbauende Reaktionen 44 4.4.2 Substitutionsmöglichkeiten am Thiophen 47 4.4.3 Übergangsmetallkatalysierte Kupplungsreaktionen zum Aufbau von Oligothiophenketten 48 4.5 Fluorene 49 5 Ergebnisse und Diskussion 51 5.1 Akzeptorsubstituierte Oligothiophene 51 5.1.1 Akzeptor-Donator-Akzeptor-Strukturen 51 5.1.1 Donator-Akzeptor-Donator-Strukturen 57 5.2 Fluorene 64 5.3 Unsymmetrische Donator-Akzeptor-Verbindungen mit neuen Akzeptoren – Ausgangspunkt für zukünftige Forschung 65 5.4 Auswertung und Vergleich physikalischer Messungen 66 5.4.1 Absorptionsmessungen in Lösung und im Film 66 5.4.2 Ergebnisse aus Cyclovoltammetrie-Messungen 75 5.4.3 Ergebnisse aus DFT-Rechnungen 85 5.4.4 Thermogravimetrie und Differentialthermoanalyse-Messungen 91 5.4.5 Beweglichkeitsmessungen 104 5.4.6 Eintragung der erhaltenen Ergebnisse ins Spinnennetzdiagramm und ihre Bewertung 107 5.4.7 Solarzelle mit DCV2-5T 116 6 Zusammenfassung und Ausblick 121 6.1 Zusammenfassung 121 6.2 Ausblick 123 7 Experimenteller Teil 125 7.1 Allgemeine Angaben 125 7.2 Synthese und Charakterisierung der akzeptorsubstituierten Oligomere 128 7.3 Synthese und Charakterisierung der Fluorenverbindungen 160 7.4 Synthese und Charakterisierung unsymmetrischer Donator-Akzeptor-Verbindungen mit neuen Akzeptoren 167 8 Anhang 173 8.1 Abkürzungs- und Trivialnamenverzeichnis 173 8.2 Literaturverzeichnis 176 Danksagung 181 Versicherung 183