Bachelor's Thesis

Study of novel organic semiconductors for (semitransparent) organic solar cells

Final Thesis 2.54 MB

Author of thesis: Zsófia Radványi

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Matouš Kratochvíl, Ph.D.

Reviewer: Ing. Jan Pospíšil, Ph.D.

Abstract:

This bachelor´s thesis deals with the characterization of selected organic semiconductor materials, which are investigated as potential materials for the active layer of organic solar cells. In the first part of the thesis, the absorption and fluorescence properties of selected diketopyrrolopyrroles (DPP) were studied, as well as their absorption properties in thin films before and after thermal annealing. The surface morphology of the thin films was then characterized using optical microscopy and mechanical profilometry. In the final part of the thesis, solar cells based on DPP monomers and reference samples were prepared and measured. The best results were achieved for sample B/8004, which were comparable to the results of the reference samples. Functional solar cells were also successfully prepared based on sample B/8006. These results show that these materials could be useful for further research in the field of organic solar cells.

Keywords:

Organic solar cell, photovoltaics, organic electronics, molecular structure, diketopyrrolopyrrole

Date of defence

08.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Obhajoba proběhla podle následujícího schématu: prezentace studentky-vyjádření vedoucí/ho-oponentský posudek-reakce na posudek-diskuse s komisí. Studentka přednesla výborný výtah výsledků své bakalářské práce, řádně zodpověděla všechny dotazy oponentské i členů komise, pohotově reagovala na připomínky. V diskusi tak studentka prokázala výbornou schopnost orientace v teoretických i praktických základech problematiky bakalářské práce. Komise zhodnotila její bakalářskou práci celkově jako výbornou. Klučáková: Jakou veličinu prezentujete na slajdu 7? Je popiska grafu správně? Veselý: S jakým systémem jste pracovali? Jednalo se o analytické roztoky nebo disperze? Dzik: Jaká byla nehomogenita nánosu a drsost vašich vrstev? Vala: Jaké koncentrace byly použity pro nanášení vrstev?

Language of thesis

Slovak

Faculty

Department

Study programme

Chemistry and Chemical Technologies (BPCP_CHCHTE)

Composition of Committee

prof. Ing. Martina Klučáková, Ph.D. (předseda)
prof. Ing. Michal Veselý, CSc. (místopředseda)
doc. Ing. Vojtěch Enev, Ph.D. (člen)
prof. Mgr. Martin Vala, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Petr Dzik, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Matouš Kratochvíl, Ph.D.

Zsófia Radványi splnila velmi dobře všechny cíle specifikované v zadání bakalářské práce. Při jejím řešení postupovala do velké míry samostatně, a to jak při řešení experimentální části práce, tak zejména při následném zpracování a vyhodnocení výsledků. Při řešení práce si studentka osvojila jak techniku přípravy tenkých vrstev metodou rotačního nanášení, tak i různé metody charakterizace tenkých vrstev a roztoků organických polovodičů. V rámci experimentální práce inciativně postupovala v charakterizaci studovaných materiálů a nakonec připravila funkční solární články. Celkově konstatuji, že Zsófia Radványi prokázala velmi dobrou schopnost odborné experimentální práce. Předložená bakalářská práce splňuje všechny požadavky, a proto ji hodnotím stupněm A („výborně“) a doporučuji ji k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Kvalita zpracování výsledků A
Interpretace výsledků, jejich diskuse A
Závěry práce a jejich formulace A
Využívání konzultací při řešení práce A
Celkový přístup k řešení úkolů A
Splnění požadavků zadání A
Studium literatury a její zpracování B
Využití poznatků z literatury B

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Jan Pospíšil, Ph.D.

Studentka Zsófia Radványi zpracovala svou bakalářskou práci na téma „Zkoumání nových organických polovodičů pro (semitransparentní) organické solární články“. V teoretické části této práce se studentka seznámila se základní strukturou organických solárních článků, s metodikou hodnocení účinnosti konverze slunečního záření na energii elektrickou a zpracovala literární rešerši na vybrané materiály. V této části by bylo vhodné uvést rozsáhlejší přehled současného stavu řešené problematiky, a to i ve vztahu ke studovaným a použitým materiálům v této práci. Nelze přehlédnout, že po stručnějším úvodu a teoretické části následuje obsahově rozsáhlá část věnovaná experimentům, výsledkům a jejich diskusi, která zahrnuje celkem 32 stran a dalších 9 stran příloh. Experimentální část této bakalářské práce je tak její silnou stránkou, kde diskuse měřených výsledků je kvalitní a podrobná, orientace v textu je však místy velmi obtížná, zejména pokud obrázky a tabulky předbíhají jejich uvedení v samotném textu. I přes tento drobný nedostatek práce splňuje všechny požadavky kladené na závěrečné práce tohoto typu a lze ji jednoznačně doporučit k obhajobě s celkovým hodnocením „A – výborně“.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků zadání A
Logické členění práce B
Kvalita zpracování výsledků B
Interpretace výsledků, jejich diskuse A
Využití literatury a její citace B
Úroveň jazykového zpracování A
Formální úroveň práce – celkový dojem A
Závěry práce a jejich formulace A
Topics for thesis defence:
  1. V experimentální části této práce již na první pohled zaujme volba studovaných derivátů DPP s postranní aromatickou substitucí, a to thiofenovým systémem, fenylem, a fluorovaným fenylem. Jaký byl předpoklad funkčnosti těchto materiálů ve struktuře solárních článků? Proč byly vybrány zrovna tyto materiály či substituenty?
  2. Jakým způsobem byla stanovena normalizovaná absorpční (emisní) spektra? Bylo s ohledem na průběh absorpčních spekter jednotlivých látek provedení této normalizace nezbytné? Mají takto normalizovaná spektra studovaných materiálů dostatečnou vypovídací hodnotu? V jakých případech je vhodné normalizaci spekter provádět?
  3. Z Obr. 28 vyplývá, že nejvyšší účinnosti dosahoval solární článek s materiálem označeným B/8004 (s výjimkou referenčního vzorku). Nakolik je tento výsledek ovlivněn tloušťkou aktivní vrstvy?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová