Studium nových materiálů potenciálně využitelných pro organickou elektroniku a fotoniku získává velmi důležitý význam z hlediska ekologie. Tato práce je zaměřena na studium vlastností biologických materiálů, které by našly uplatnění v aplikační sféře. Zájem o znalosti v oblasti základních a pokročilých vlastností organických a biologických materiálů, které mohou být potenciálně využity v oblasti organické elektroniky a fotoniky přináší nové otázky, které mohou přispět k rozvoji této oblasti. Ke studiu základních procesů souvisejících s optickými a elektrickými vlastnostmi materiálů, jako je například přenos náboje, jsme využili různé techniky a metody charakterizace. První část práce je zaměřena na souhrn vlastností anorganických a organických materiálů umožňující jejich možné využití v organické elektronice a fotonice, druhá část práce poskytuje nejnovější přehled z oblasti pokročilých biologických materiálů a jejich vlastností související se záměrem této práce. Třetí část práce pak shrnuje experimentální metody a shrnuje získané výsledky. Nakonec je diskutován vztah mezi pozorovanými jevy a strukturou studovaných materiálů na molekulární úrovni.

This diploma thesis is focused on study of electric and optoelectric properties of conjugated polymers. The theoretical part describes the relationship between molecular structure of conjugated materials and their chosen macroscopic physical properties like absorption of visible and ultraviolet radiation, electrical conductivity and photoconductivity. This part also describes photochromism and its utilization for construction of light driven current switch. The experimental part studies this switch based on change of photochromic species dipole moment dispersed in conjugated conducting polymer. The active switching unit is represented by photochromic spiropyran 1’,3’-dihydro-1’,3’,3’-trimethyl-6-nitrospiro[2H-1-benzopyran-2,2’-(2H)-indol] which is dispersed in conjugated conducting polymer poly[2-methoxy-5-(3',7'-dimethyloctyloxy)-1,4-phenylene-vinylen]. The influence of the photochromic conversion on the polymer matrix was studied by absorption spectroscopy, current-voltage measurements and spectrally resolved steady state photoconductivity and transient photoconductivity.

The dissertation is focused on the study of electric and especially dielectric properties of thin film organic materials with their huge potential for optoelectronics and other industrial sectors. The theoretical part deals with the use of organic materials in organic photovoltaic cells, the methods of deposition techniques and characterization. The theoretical knowledge of the dielectric spectroscopy, including methods for determining the physical properties and evaluation of experimental data are also described. The experimental part is devoted to the study of small molecule organic solar cells with bulk heterojunction composed of electron donor molecule of DPP(TBFu)2 and electron acceptor fullerene derivatives, such as PC60BM, PC70BM and TC60BM. The experimental part is divided into two main parts. The first part deals with the study of processes occurring at the interface between the active layer and the contact; the second part is focused on transport processes inside the structure of photovoltaic cells and also contains a study of perovskite solar cells.

No / The objective of this review is to provide an overview concerning what the authors believe to be the most important photoelectrochemical techniques for the study of semiconductor nanoparticles. After a short historical background and a brief introduction to the area of photoelectrochemistry, the working principles and experimental setups of the various static and dynamic techniques are presented. Experimental details which are of crucial importance for their correct execution are emphasized, and applications of the techniques as found in the recent research literature as applied to semiconductor nanoparticles are illustrated.

Nanočástice perovskitů halogenidů kovů vykazují unikátní vlastnosti, především výjimečně vysoké hodnoty kvantových výtěžků fluorescence, které předurčují tyto materiály pro aplikace v optoelektronických a fotonických zařízeních. Tato práce popisuje přípravu nanočástic perovskitů halogenidů kovů pomocí stabilizačních činidel inspirovaných přírodou. Stabilizační činidla zde slouží nejen ke stabilizaci, ale i k modifikaci povrchu nanočástic za účelem zvýšení funkčnosti výsledných nanostruktur. Úvod práce popisuje optimalizaci přípravy nanočástic precipitační technikou za použití stabilizačních činidel; jako stabilizační činidlo byl zvolen adamantan-1-amin spolu s hexanovou kyselinou. Bylo prokázáno, že klíčový vliv na optické vlastnosti výsledných koloidních roztoků má volba rozpouštědel a teploty při precipitaci. Mimo jiné byl zkoumán vliv koncentrace prekurzorů na výslednou morfologii a optické vlastnosti nanočástic a jejich koloidních roztoků. V neposlední řadě byly nanočástice stabilizovány adamantan-1-aminem spolu s různými karboxylovými kyselinami a byly studovány optické vlastnosti a koloidní stabilita výsledných koloidních roztoků. V dalším kroku byly nanočástice perovskitů stabilizovány pomocí proetogenních aminokyselin L-lysinu and L-argininu. Takto stabilizované nanočástice vykazovaly úzká emisní spektra ve viditelné oblasti a kvantové výtěžky fluorescence dosahující hodnot téměř 100 %. Stabilizace nanočástic prostřednictvím postranních skupin aminokyselin byla prokázána navázáním chránící terc-butoxykarbonylové skupiny na -amino skupinu. Nanočástice stabilizované modifikovaným lysinem v průběhu jejich přípravy vykazovaly závislost optických vlastností na přítomnosti vody. Předpokládá se, že molekuly vody jsou schopné kontrolovat růst krystalové mřížky po navázání na prekurzory perovskitů a ovlivňovat tak výslednou velikost nanočástic, což vede k projevení kvantových jevů. Spojení nanočástic perovskitů s peptidy představuje nový typ materiálů kombinujících výjimečné optické vlastnosti se samoorganizačními a senzorickými vlastnostmi. Tento koncept byl představen přípravou nanočástic perovskitů stabilizovaných cyklo(RGDFK) pentapeptidem. Vzhledem k citlivosti peptidů na jejich byly nanočástice stabilizovány peptidovými nukleovými kyselinami, robustními analogy nukleových kyselin. Ke stabilizaci nanočástic byl připraven monomer a trimer peptidové nukleové kyseliny obsahující thymin jako dusíkatou bázi. Thymin byl na povrchu nanočástic dostupný k interakci s adeninem přes vodíkové můstky umožňující přenos náboje. Kombinace peptidových nukleových kyselin a perovskitů s unikátními optickými vlastnostmi otevírá aplikační možnosti zejména v oblasti optických senzorů.

The interest in the detail knowledge about elementary electronic processes during photogeneration of charge carriers, which allow achieving higher efficiency of organic solar cells, grows with advent of the commercial organic solar cells production. The thesis is focused on study of photogeneration of charge carriers in organic semiconductors, especially in -conjugated polymer materials. First part of the thesis summarized state of the art in studies of photogeneration of charge carriers in polymer solar cells. Subsequent experimental and results part are focused on study of polymeric solar cells prepared from electron donor polymers MDMO-PPV, Tg-PPV, PCDTBT and PCBTDPP and electron acceptor derivates of fullerenes PC60BM and PC70BM. Results of the thesis are divided in tree main parts: 1) study of charge transfer between electron donor and electron acceptor materials by optical methods, 2) study of charge transfer between electron donor and electron acceptor materials by optoelectrical methods and 3) development of organic solar cells on flexible substrates. The last part is focused largely on deposition methods of active materials thin layer.