Обнаружено, что пленочные композиты на основе карбазолилсодержащего соолигомера с добавками катионных полиметиновых красителей обладают фотовольтаическими свойствами в области поглощения красителей. Величина фотовольтаического отклика увеличивается при уменьшении длины полиметиновой цепи из-за понижения энергии верхней занятой орбитали молекулы красителя. Показано, что в образцах со свободной поверхностью пленок композитов фотовольтаический эффект определяется диффузией более подвижных положительных носителей (эффект Дембера) и большим временем их рекомбинации.

Исследованы фотовольтаические свойства широкого набора структур на основе катионных и анионных поликарбоцианинов в полимерных матрицах. Обнаружено, что знак электрического потенциала (фотоэдс) обращается при переходе от фотопроводящего полимера к нефотопроводящему. Установлено, что величина фотовольтаического отклика зависит от электронодонорной способности концевых групп, длины полиметиновой цепи, заряда хромофорного иона и типа полимерной матрицы. Полученные экспериментальные данные проанализированы с помощью квантовохимических расчетов ионов красителей и элементарного звена полимера неэмпирическим методом DFT/B3LYP в базисе 6-31G(d, p).

Обнаружено, что природа аниона катионных полиметиновых красителей в полимерных композитах влияет на величину фотоэдс. На основании исследования спектрально-люминесцентных свойств установлено, что полиметины в них образуют контактные ионные пары. Показано, что различие в поведении анионов определяется их способностью к фотоиндуцированному переносу электрона в этих парах.

Вивчено фотовольтаїчні властивості (ФВВ) полімерних композитів (ПК), що містять поліметинові барвники. Встановлено закономірності, що пов'язують фотовольтаїчні характеристики з типом полімерної матриці та будовою поліметинових барвників. Вперше систематично вивчено вплив ключових структурних факторів поліметинових барвників - будови термінальних груп, довжини поліметинового ланцюга, природи протийіона та йіонного характеру хромофора на ФВВ ПК, що містять такі барвники. Продемонстровано можливість виникнення фотоерс у сумішах двох типових електронодонорів - карбазолвмісного олігомеру та аніонних поліметинових барвників. Винайдено й інтерпретовано вплив природи аніону катіонних поліметинів на фотовольтаїчні параметри ПК на їх основі. Вперше виявлено новий ефект - гістерезис фотоструму. Показано, що він пов'язаний з утворенням локальних електричних полів, орієнтованих протилежно напрямку зовнішнього електричного поля.

Исследованы фотовольтаические свойства образцов со свободной поверхностью пленок, содержащих изомерные симметричные катионные полиметиновые красители, внедренные в фотопроводящие полимеры на основе карбазола и тиофена. Показано, что изомерия красителей в тиофенсодержащем полимере, поглощающем свет в спектральной области исследуемых красителей, существенно влияет как на величину, так и знак фотовольтаического эффекта. Полученные результаты проанализированы с помощью квантово-химических расчетов неэмпирическим методом DFT/B3LYP.

Установлены закономерности, связывающие фотовольтаические свойства со знаком сольватохромии, донорно-акцепторной способностью концевых групп и длиной полиметиновой цепи мероцианиновых красителей в пленках фото- и нефотопроводящего полимеров. На основании квантовохимического анализа с помощью методу DFT высказано предположение, что дырочная фотопроводимость исследуемых полимерных композитов вызвана переносом электрона с карбазольного фрагмента полимера на агрегат красителя.

Для ароматичних полімерних композитів характерне значне поглинання та збудження люмінесценції в короткохвильовій області сонячного випромінювання (починаючи з 200 нм). Це дозволяє використовувати дані речовини для підвищення спектральної чутливості напівпровідникових сонячних елементів (в тому числі кремнієвих) в короткохвильовій області. В таких композитах при поглинанні світла виникають екситони Френкеля, які відповідають за перенесення енергії збуджень до центрів, які випромінюють енергію в області максимальної спектральної чутливості сонячного елемента. Отримані результати демонструють можливість розробки полімерного композитного люмінесцентного перетворювача, що може підвищити значення фотоструму в кремнієвих сонячних елементах.

У монографії узагальнено й систематизовано основні підходи до створення органічних фотовольтаїчних структур з об'ємним гетеропереходом. Розглянуто нові фотовольтаїчні матеріали на основі фулеренів, спряжених полімерів, органічних барвників, графенів, дендримерів. Основну увагу приділено взаємозв'язку будова-властивість матеріалу. Проаналізовано вплив морфології фотоактивного шару на фотовольтаїчні характеристики сонячних комірок, розглянуто основні шляхи оптимізації цих характеристик, виявлено та проаналізовано чинники, які їх визначають. Обговорено нові ефекти в органічній фотовольтації - гістерезис фотоструму та фотовольтаїчний ефект оптично прозорих матеріалів. Значну увагу приділено використанню квантово-хімічних розрахунків для інтерпретації фотовольтаїчних ефектів. Запропоновано шляхи цілеспрямованого дизайну нових фотовольтаїчних органічних структур.