Novos compostos orgânicos reticuláveis para aplicações em células fotovoltaicas

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de mestre em Engenharia Química e Biológica

Diazafluoren-9-yliden als Bindungsmotiv für Metallfragmente in kreuzkonjugierten π-Systemen

In der vorliegenden Dissertation wurden kreuzkonjugierte organische Verbindungen basierend auf Diazafluorenmethyliden- sowie Dipyridylmethyliden-Bausteinen synthetisiert, die zum einen photoredoxaktive Metallfragmente komplexieren können und zum anderen erweiterte π-konjugierte Pfade auf der Grundlage von Alkineinheiten ermöglichen. Das kreuzkonjugierte Motiv wurde über die Kupplung von Alkineinheiten an halogenierte Methyliden-Einheiten, den so genannten Dibromolefinen, zugänglich gemacht. Zur Synthese von Dibromolefinen wurden verschiedene Methoden untersucht. Literaturbekannte Methoden wie die Wittig-Reaktion und ihre Modifikationen sowie die Corey-Fuchs-Reaktion konnten für die Diazafluoreneinheit nicht erfolgreich angewendet werden. Bei einer mikrowellenunterstützten Reaktion konnte sowohl ausgehend von Diazafluoren-9-on als auch von Di-2-pyridylketon eine Dibromolefinierung (55 % und 65 %) erreicht werden. Die Eignung der Mikrowellenstrahlung für Dibromolefinierungsreaktionen nach Corey und Fuchs wurde weiterhin an verschiedenen Aldehyden und Ketonen untersucht. In den meisten Fällen konnten gute bis sehr gute Ergebnisse erzielt werden. Durch die erfolgreiche Synthese von Dibromolefinen über Mikrowellensynthese wurde die Realisierung von diversen π-konjugierten Systemen möglich. Dies erfolgte exemplarisch durch die Kupplung der Alkine 5-Ethinyl-2,2’-bipyridin, 1-(Ferrocenylethinyl)-4-(ethinyl)benzol, Tri(tolyl)propin sowie der TIPS- und TMS-Acetylene. Neben der Vielfalt an Möglichkeiten zur Funktionalisierung von Dipyridyl- und Diazafluorenbausteinen zeigte sich zudem, dass sogar räumlich anspruchsvolle Verbindungen wie die geminale angeordneten voluminösen Tri(tolyl)propinyl-Substituenten an der Doppelbindung erfolgreich synthetisiert werden können. Die Koordinationseigenschaften der neu synthetisierten Verbindungen konnten durch Umsetzungen der Diazafluoren- und Dipyridylverbindungen mit PdCl2 und [RuCl2(bpy)2] erfolgreich gezeigt werden. Im Hinblick auf die Herstellung von Funktionsmaterialien eignen sich die Endiin-Strukturmotive aufgrund von diversen Variationsmöglichkeiten wie Koordination von Übergangsmetallen sowie Funktionalisierung der Peripherie gut. Dadurch können die elektronischen Eigenschaften wie die Absorption oder elektrochemische Potentiale der Verbindungen modifiziert werden. Die UV/Vis-Spektren der neu synthetisierten Verbindungen zeigen, dass Absorptionen in längerwelligen Bereichen durch Verlängerung des Konjugationspfades gesteuert werden können. Zudem lassen sich weitere photophysikalische Eigenschaften wie MC-, LC-, LMCT- oder MLCT-Übergänge durch Koordination von Metallen generieren. Die elektrochemischen Potentiale der Dipyridyl- und Diazafluorenbausteine konnten durch Anbindung von verschiedenen Substituenten beeinflusst werden. Es zeigte sich, dass sich die Reduktionswellen im Vergleich zu denen der Ketone zu niedrigeren Potentialen verschieben, wenn Alkine an die Dipyridylmethyliden- und Diazafluorenmethyliden-Bausteine geknüpft wurden. Zudem konnte beobachtet werden, dass die Signale nicht immer reversibel sind. Insbesondere die Dipyridylverbindungen zeichneten sich durch irreversible Reduktionswellen aus. Die Realisierung von π-konjugierten Systemen gelang auch mit cyclischen kohlenstoffbasierten Verbindungen. Über das separat synthetisierte 2,2’-Diethinyltolan konnte eine cyclische Verbindung, ein dehydroannulen-radialenisches System, erfolgreich hergestellt werden. Die Koordination von redoxaktiven Metallzentren wie [Ru(bpy)2] konnte für diese Verbindung ebenfalls erfolgreich gezeigt werden. Die elektronische Wechselwirkung zwischen dem Metallzentrum und dem dehydroannulenischen System könnte sowohl über theoretische Methoden (zeitabhängige Dichtefunktionaltheorie) als auch experimentell wie z. B. über transiente Absorptionsspektroskopie untersucht werden. Diese zukünftig durchzuführenden Untersuchungen können Aufschluss über die Ladungstransferraten und -dauer geben. Im Hinblick auf die Realisierung von Modellverbindungen für molekulare Drähte wurden lineare Systeme basierend auf der Diazafluoreneinheit synthetisiert. Zur Synthese von derartigen Systemen war es zunächst notwendig, die Dibromolefine unsymmetrisch zu alkinylieren. Die unsymmetrische Substitution gestaltete sich als Herausforderung, da eine Einfachkupplung mit einem Acetylen nicht möglich war. In den meisten Fällen wurden zweifach substituierte Spezies mit den identischen Alkinen erhalten. Die besten Ausbeuten konnten durch die konsekutive Zugabe von TIPS-Acetylen und darauffolgend TMS-Acetylen in die Reaktionsmischung erhalten werden. Offenbar spielt der räumliche Anspruch des Erstsubstituenten in diesem Zusammenhang eine Rolle. Die selektive Entschützung der unterschiedlich silylierten Verbindungen erfolgte mit K2CO3 in MeOH/THF (1:1). Die oxidative Homokupplungsreaktion erfolgte ohne Isolierung der entschützten Spezies, da diese instabil ist und zur Polymerisation neigt. Aufgrund der Instabilität der entschützten Spezies sowie möglichen Nebenreaktionen waren die Ausbeuten sowohl bei der TIPS-geschützten Verbindung als auch bei der TTP-geschützten Verbindung gering. Versuche, lineare Systeme von dipyridylbasierten Verbindungen zu erhalten, schlugen fehl. Die π-konjugierten Systeme lassen aufgrund der effektiven Überlappung der beteiligten π-Orbitale hohe Ladungsträgermobilitäten vermuten. Die im Rahmen dieser Arbeit synthetisierten Verbindungen könnten mit Schwefelverbindungen die Anbindung an Elektroden zulassen, worüber die Leitfähigkeiten der Verbindungen gemessen werden könnten.

Finite field treatment of vibrational polarizabilities and hyperpolarizabilities: on the role of the Eckart conditions, their implementation, and their use in characterizing key vibrations

In the finite field (FF) treatment of vibrational polarizabilities and hyperpolarizabilities, the field-free Eckart conditions must be enforced in order to prevent molecular reorientation during geometry optimization. These conditions are implemented for the first time. Our procedure facilities identification of field-induced internal coordinates that make the major contribution to the vibrational properties. Using only two of these coordinates, quantitative accuracy for nuclear relaxation polarizabilities and hyperpolarizabilities is achieved in π-conjugated systems. From these two coordinates a single most efficient natural conjugation coordinate (NCC) can be extracted. The limitations of this one coordinate approach are discussed. It is shown that the Eckart conditions can lead to an isotope effect that is comparable to the isotope effect on zero-point vibrational averaging, but with a different mass-dependence

Asymmetric phase-transfer-catalyzed synthesis of five-membered cyclic gamma-Amino acid precursors

The first example of an intramolecular enantioselective Michael addition of nitronates onto conjugated systems utilizing a chiral phase-transfer catalyst is described. A range of five-membered gamma-nitro esters with up to three stereocentres have been prepared and the relative and absolute configurations proven by chemical and crystallographic methods. The products are rapidly obtained and are precursors to five-membered cyclic gamma-amino acids.

Developed and studies on technical and economical viability of an environmental efficient urinal

This work introduces an innovative urinal for public convenience, that promotes at the same time water reuse and personal higiene, in a safe and economical way . Furthermore it demonstrates the latest technology and its technical and economical viabillity of utilization in new and already existing buildings facilities. This new model of personal higiene equipment offers as main benefits the improved economy with subsequent decrease in drinkable water consumption, sanitary safety, low cost and easy installation due to its simplicity and to the fact that it can be installed in already existing facilities. The proposal is constituted by a higienic, ecological and smart system for flushing of public urinals. It is a conjugated system of lavatory and urinal that reuses hands higienization water from the lavatory for flushing purpose. The proposed urinal can be operated manually or automatically by means of a presential sensor. The system promotes drinkable water economy by a rational utilization by avoiding the use of waste water from hand washing in place of clean water for flushing. The proposed equipment increases the economy of clean water in a simple and economical way and it can be installed in any type of public lavatory facilitie such as schools, public buildings, hospitals, commercial buildings, bus terminals, airports, stadiums, parking buildings and shopping centers. Additional benefits of the proposed system is the suggestion of hands washing before and after the use of the urinal without contamination risks from focet handling.and render more attractive the installation for a rational use of clean water in commercial and industrial buildings. Pay-back has shown to be very attractive for a number of internal return rates and also very attractive from the point of view of environmental protection.

Experimental and Theoretical Study on the One- and Two-Photon Absorption Properties of Novel Organic Molecules Based on Phenylacetylene and Azoaromatic Moieties

This Article reports a combined experimental and theoretical analysis on the one and two-photon absorption properties of a novel class of organic molecules with a pi-conjugated backbone based on phenylacetylene (JCM874, FD43, and FD48) and azoaromatic (YB3p2S) moieties. Linear optical properties show that the phenylacetylene-based compounds exhibit strong molar absorptivity in the UV and high fluorescence quantum yield with lifetimes of approximately 2.0 ns, while the azoaromatic-compound has a strong absorption in the visible region with very low fluorescence quantum yield. The two-photon absorption was investigated employing nonlinear optical techniques and quantum chemical calculations based on the response functions formalism within the density functional theory framework. The experimental data revealed well-defined 2PA spectra with reasonable cross-section values in the visible and IR. Along the nonlinear spectra we observed two 2PA allowed bands, as well as the resonance enhancement effect due to the presence of one intermediate one-photon allowed state. Quantum chemical calculations revealed that the 2PA allowed bands correspond to transitions to states that are also one-photon allowed, indicating the relaxation of the electric-dipole selection rules. Moreover, using the theoretical results, we were able to interpret the experimental trends of the 2PA spectra. Finally, using a few-energy-level diagram, within the sum-over-essential states approach, we observed strong qualitative and quantitative correlation between experimental and theoretical results.

Effect of Solvent-Induced Coil to Helix Conformational Change on the Two-Photon Absorption Spectrum of Poly(3,6-phenanthrene)

This paper investigates the effect of solvent-induced conformational changes of poly(3,6-phenanthrene) on their two-photon absorption (2PA). Such effect was studied employing the wavelength-tunable femtosecond Z-scan technique and modeled using the sum-over-essential states approach. We observed a strong reduction of the 2PA cross-section when the sample was prepared in hexane (poor solvent) in comparison to chloroform (good solvent), which is related to the conformation adopted by the polymer in each case. In chloroform it adopts a random coil conformation, as opposed to the one-handed helix conformation in hexane. Our results pointed out that the coil to helix conformation change decreases the degree of molecular planarity of the polymer pi-conjugated backbone, which is primarily responsible for their optical nonlinearity, contributing to diminishing the effective transition dipole moments and, consequently, the 2PA cross-section. Moreover, by studying the nonlinear response with different light polarization, we showed that, although the solvent-induced conformational change does not alter the molecular symmetry of the polymer, it modifies considerably the direction of the transition dipole moments between the excited states.

Squaraine mit ausgedehnter Konjugation

Squaraine mit ausgedehnter Konjugation: Die vorliegende Arbeit ist in zwei Teilbereiche gegliedert, wobei der erste Teil die Synthese und Eigenschaftsuntersuchung symmetrischer und unsymmetrischer, stilbenoider Squaraine mit ausgedehnter Konjugation (DAD-Systeme) betrifft. Im zweiten Teil der Arbeit werden als Modellverbindungen für diese Squaraine Oligo(phenylenvinylen)e (OPVs) mit terminaler Donor-Acceptor-Substitution hergestellt.Es wurden drei unterschiedliche Klassen von konjugationsverlängerten Squarainen synthetisiert: unsymmetrische und symmetrische Monosquaraine sowie Oligosquaraine mit zwei, drei oder vier quarylium-Einheiten. Um eine bessere Löslichkeit zu gewährleisten, tragen die meisten Verbindungen voluminöse, flexible Bis(2-hexyloctyl)amino-Reste. Teilweise konnte die Löslichkeit auch durch zusätzliche Hexylseitenketten noch weiter verbessert werden. Der Aufbau der stilbenoiden Resorcine, die zur Synthese der entsprechenden Squaraine benötigt werden, erfolgte fast ausschließlich über die Wittig-Horner-Reaktion. Die 3,5-Dihydroxysubstitution erhöht die Nucleophilie in der 4-Position, so daß sich die stilbenoiden Resorcine in guten Ausbeuten mit Quadratsäure oder mit einer Semiquadratsäure zu den gewünschten Squarainen kondensieren ließen. Die Herstellung der Donor-Acceptor-substituierten OPVs erfolgte nach einer konvergenten Synthesestrategie, bei der auf eine repetitive Wittig-Horner-Reaktion und eine einfache Schutzgruppentechnik zurückgegriffen wurde. Als Acceptorgruppen dienten Formyl-, Cyano- und Nitrosubstituenten, als Donorgruppe wurden Bis(2-Hexyloctyl)amino-Reste eingesetzt. Die igenschaftsuntersuchungen an den konjugierten Oligomeren konnten zur Aufklärung des ungewöhnlichen spektroskopischen Verhaltens der Squaraine beitragen. Es wurde ein athematischer Ansatz entwickelt, der das Absorptionsverhalten D-A-substituierter Oligo(phenylenvinylen)e exakt beschreiben kann. Semiempirische Rechnungen und elektrooptische bsorptionsmessungen an diesen Verbindungen bestätigten die experimentell gefundenen Trends.

Stilbenoide Sternsysteme - Synthese und Eigenschaften

Stilbenoide Sternsysteme - Synthese und Eigenschaften Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Synthese und den Eigenschaften stilbenoider Sternverbindungen vom Typ der Hexastyrylbenzole und Tristyryltriazine.Zu den Hexastyrylbenzolen hat sich als einzig gangbarer Weg eine Synthesesequenz aus einer dreifachen Heck-Reaktion und einer anschließenden dreifachen Horner-Olefinierung erwiesen. Diese Substanzen zeigen in Lösung eine äußerst hohe Photoreaktivität, die bereits am Tageslicht unter vollständigem Abbau der Stilbenchromophore zu statistisch vernetzten Polymeren führt.Die Synthese der Tristyryltriazine gelingt über eine dreifache Kondensationsreaktion des Trimethyl-s-triazins mit Benzaldehyden. Durch Variation der Alkoxyflügelketten der eingesetzten Aldehyde war es möglich, einen neuen Strukturtyp kolumnar diskotischer Mesogene zu synthetisieren. Es konnte gezeigt werden, daß sich durch die Änderung der Länge der Flügelketten die Temperaturbereiche der Mesophasen gezielt variieren lassen. Die Tristyryltriazine weisen innerhalb ihrer LC-Phasen eine hohe Photoreaktivität auf, die sich in einem schnellen Abbau der Texturen bemerkbar macht.Die reversible Protonierung des zentralen Triazinrings führt durch den dadurch verstärkten intramolekularen charge transfer Effekt (ICT) zu einer bathochromen Verschiebung ihres langwelligen Absorptionsmaximums.Für eine Reihe von Tristyryltriazinen mit konjugierten Wiederholungseinheiten konnte für das langwellige Absorptionsmaximum in neutraler Lösung ein Konvergenzverhalten der Verbindungen mit einer effektiven Konjugationslänge von n(EKL) = 7 festgestellt werden.

Structure and dynamics of supramolecular assemblies studied by advanced solid-state NMR spectroscopy

Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Aufklärung von Struktur und Dynamik komplexer supramolekularer Systeme mittels Festkörper NMR Spektroskopie. Die Untersuchung von pi-pi Wechselwirkungen, welche einen entscheidenden Einfluss auf die strukturellen und dynamischen Eigenschaften supra- molekularer Systeme haben, hilft dabei, die Selbst- organisationsprozesse dieser komplexen Materialien besser zu verstehen. Mit dipolaren 1H-1H and 1H-13C Wiedereinkopplungs NMR Methoden unter schnellem MAS können sowohl 1H chemische Verschiebungen als auch dipolare 1H-1H und 1H-13C Kopplungen untersucht werden, ohne dass eine Isotopenmarkierung erforderlich ist. So erhält man detaillierte Informationen über die Struktur und die Beweglichkeit einzelner Molekül- segmente. In Verbindung mit sogenannten nucleus independent chemical shift (NICS) maps (berechnet mit ab-initio Methoden) lassen sich Abstände von Protonen relativ zu pi-Elektronensystemen bestimmen und so Strukturvorschläge ableiten. Mit Hilfe von homo- und heteronuklearen dipolaren Rotationsseitenbandenmustern könnenaußerdem Ordnungs- parameter für verschiedene Molekülsegmente bestimmt werden. Die auf diese Weise gewonnenen Informationen über die strukturellen und dynamischen Eigenschaften supramolekularer Systeme tragen dazu bei, strukturbestimmende Molekül- einheiten und Hauptordnungsphänomene zu identifizieren sowie lokale Wechselwirkungen zu quantifizieren, um so den Vorgang der Selbstorganisation besser zu verstehen.

Annulation of Tetrathiafulvalene to the Bay Region of Perylenediimide: Fast Electron-Transfer Processes in Polar and Nonpolar Solvents

A tetrathiafulvalene donor has been annulated to the bay region of perylenediimide through a 1H-benzo-[d]pyrrolo[1,2-a]imidazol-1-one spacer affording an extended pi-conjugated molecular dyad (TTF-PDI). To gain insight into its ground- and excited-state electronic properties, the reference compound Ph-PDI has been prepared via a direct Schiff-base condensation of N,N'-bis(1-octylnonyl) benzoperylene-1',2':3,4:9,10-hexacarboxylic-1',2'-anhydride-3,4:9,10-bis (imide) with benzene-1,2-diamine. Both the experimental and the computational (DFT) results indicate that TTF-PDI exhibits significant intramolecular electronic interactions giving rise to an efficient photoinduced charge-separation process. Free-energy calculations verify that the process from TTF to the singlet-excited state of PDI is exothermic in both polar and nonpolar solvents. Fast adiabatic electron-transfer processes of a compactly fused, pi-conjugated TTF-PDI dyad in benzonitrile, 2-methyltetrahydrofuran, anisole and toluene were observed by femtosecond transient absorption spectral measurements. The lifetimes of radical-ion pairs slightly increase with decreasing the solvent polarities, suggesting that the charge-recombination occurs in the Marcus inverted region. By utilizing the nanosecond transient absorption technique, the intermolecular electron-transfer process in a mixture of has been observed via the triplet excited PDI for the first time.

Quantum modeling of bioconjugated nanomaterials

In recent years, the bio-conjugated nanostructured materials have emerged as a new class of materials for the bio-sensing and medical diagnostics applications. In spite of their multi-directional applications, interfacing nanomaterials with bio-molecules has been a challenge due to somewhat limited knowledge about the underlying physics and chemistry behind these interactions and also for the complexity of biomolecules. The main objective of this dissertation is to provide such a detailed knowledge on bioconjugated nanomaterials toward their applications in designing the next generation of sensing devices. Specifically, we investigate the changes in the electronic properties of a boron nitride nanotube (BNNT) due to the adsorption of different bio-molecules, ranging from neutral (DNA/RNA nucleobases) to polar (amino acid molecules). BNNT is a typical member of III-V compounds semiconductors with morphology similar to that of carbon nanotubes (CNTs) but with its own distinct properties. More specifically, the natural affinity of BNNTs toward living cells with no apparent toxicity instigates the applications of BNNTs in drug delivery and cell therapy. Our results predict that the adsorption of DNA/RNA nucleobases on BNNTs amounts to different degrees of modulation in the band gap of BNNTs, which can be exploited for distinguishing these nucleobases from each other. Interestingly, for the polar amino acid molecules, the nature of interaction appeared to vary ranging from Coulombic, van der Waals and covalent depending on the polarity of the individual molecules, each with a different binding strength and amount of charge transfer involved in the interaction. The strong binding of amino acid molecules on the BNNTs explains the observed protein wrapping onto BNNTs without any linkers, unlike carbon nanotubes (CNTs). Additionally, the widely varying binding energies corresponding to different amino acid molecules toward BNNTs indicate to the suitability of BNNTs for the biosensing applications, as compared to the metallic CNTs. The calculated I-V characteristics in these bioconjugated nanotubes predict notable changes in the conductivity of BNNTs due to the physisorption of DNA/RNA nucleobases. This is not the case with metallic CNTs whose transport properties remained unaltered in their conjugated systems with the nucleobases. Collectively, the bioconjugated BNNTs are found to be an excellent system for the next generation sensing devices.

Novel reaction products from the hypervalent iodine oxidation of hydroxylated stilbenes and isoflavones

Novel reaction pathways for the hypervalent iodine-mediated oxidation of bioactive phenols containing extended conjugated π-systems are described. Oxidation of 4-hydroxystilbenes in methanol using a hypervalent iodine-based oxidant led to the formal 1,2-addition of methoxy groups across the central stilbene double bond. Treatment of the structurally related 4-hydroxyisoflavone with di(trifluoroacetoxy)iodobenzene leads to the surprising formation of 2,4′-dihydroxybenzil. Potential mechanisms for these new reaction pathways are discussed, and the X-ray crystal structure of 2,4′-dihydroxybenzil is presented. In contrast, oxidation of the corresponding 3-hydroxystilbenes and 3-hydroxyisoflavone led to conventional dienone oxidation products. The antitumour implications of these oxidation processes are briefly highlighted; the novel 4-substituted phenolic oxidation products were found to be inactive in terms of in vitro antitumour cellular activity, whereas the 3-substituted phenol products gave novel agents with potent and enhanced antitumour activity in the HCT 116 cancer cell line. © The Royal Society of Chemistry 2005.

One-step macroscopic alignment of conjugated polymer systems by epitaxial crystallization during spin-coating

The one-step preparation of highly anisotropic polymer semiconductor thin films directly from solution is demonstrated. The conjugated polymer poly(3-hexylthiophene) (P3HT) as well as P3HT:fullerene bulk-heterojunction blends can be spin-coated from a mixture of the crystallizable solvent 1,3,5-trichlorobenzene (TCB) and a second carrier solvent such as chlorobenzene. Solidification is initiated by growth of macroscopic TCB spherulites followed by epitaxial crystallization of P3HT on TCB crystals. Subsequent sublimation of TCB leaves behind a replica of the original TCB spherulites. Thus, highly ordered thin films are obtained, which feature square-centimeter-sized domains that are composed of one spherulite-like structure each. A combination of optical microscopy and polarized photoluminescence spectroscopy reveals radial alignment of the polymer backbone in case of P3HT, whereas P3HT:fullerene blends display a tangential orientation with respect to the center of spherulite-like structures. Moreover, grazing-incidence wide-angle X-ray scattering reveals an increased relative degree of crystallinity and predominantly flat-on conformation of P3HT crystallites in the blend. The use of other processing methods such as dip-coating is also feasible and offers uniaxial orientation of the macromolecule. Finally, the applicability of this method to a variety of other semi-crystalline conjugated polymer systems is established. Those include other poly(3-alkylthiophene)s, two polyfluorenes, the low band-gap polymer PCPDTBT, a diketopyrrolopyrrole (DPP) small molecule as well as a number of polymer:fullerene and polymer:polymer blends. Macroscopic spherulite-like structures of the conjugated polymer poly(3-hexylthiophene) (P3HT) grow directly during spin-coating. This is achieved by processing P3HT or P3HT:fullerene bulk heterojunction blends from a mixture of the crystallizable solvent 1,3,5-trichlorobenzene and a second carrier solvent such as chlorobenzene. Epitaxial growth of the polymer on solidified solvent crystals gives rise to circular-symmetric, spherulite-like structures that feature a high degree of anisotropy.

Optical and Electronic Properties of Conjugated Polymer -Nanocluster Semiconductor Hybrid Systems

Conjugated polymers are intensively pursued as candidate materials for emission and detection devices with the optical range of interest determined by the chemical structure. On the other hand the optical range for emission and detection can also be tuned by size selection in semiconductor nanoclusters. The mechanisms for charge generation and separation upon optical excitation, and light emission are different for these systems. Hybrid systems based on these different class of materials reveal interesting electronic and optical properties and add further insight into the individual characteristics of the different components. Multilayer structures and blends of these materials on different substrates were prepared for absorption, photocurrent (Iph), photoluminescence (PL) and electroluminscence (EL) studies. Polymers chosen were derivatives of polythiophene (PT) and polyparaphenylenevinylene (PPV) along with nanoclusters of cadmium sulphide of average size 4.4 nm (CdS-44). The photocurrent spectral response in these systems followed the absorption response around the band edges for each of the components and revealed additional features, which depended on bias voltage, thickness of the layers and interfacial effects. The current-voltage curves showed multi-component features with emission varying for different regimes of voltage. The emission spectral response revealed additive features and is discussed in terms of excitonic mechanisms.