Farklı ışık şiddetleri altında doğal alizarin boyar maddesinin tio2 tabanlı boya duyarlı güneş pilinin verimliliği üzerindeki etkisi
Effect of natural alizarin sensitizer on the efficiency of tio2based dye-sensitized solar cell under different light intensities
- Tez No: 1025356
- Danışmanlar: PROF. DR. MEMET ALİ YILDIRIM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erzincan Binali Yıldırım Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Boya duyarlı güneş pillerinin (BDGP'lerin) ticarileştirilmesindeki büyük zorluklardan biri, uzun vadeli cihaz stabilitesinin ve yüksek foto dönüşüm verimliliğinin (PCE) aynı anda sağlanmamasıdır. Ayrıca, doğal boyalar genellikle yaygın olarak kullanılan sentetik boyaların yüksek maliyeti ve toksik doğası nedeniyle tercih edilse de genellikle foto-kararsızlık ve düşük PCE ile karşı karşıyadır, bu da BDGP'lerin genel performansını sınırlamaktadır. Bu bağlamda, doğal alizarin boya duyarlaştırıcısının, değişen güneş ışığı şiddetleri altında TiO2 tabanlı bir BDGP'nin verimliliği üzerindeki etkisini inceledik. BDGP'de fotoanot olarak kullanılmak üzere TiO2 nanopartikülleri, çevre dostu bir hidrotermal yöntem ile sentezlendi. Sentezlenen TiO2 nanopartiküllerinden hazırlanan bir macun, doktor blade yöntemi kullanılarak 0,49 cm2 alanına sahip flor katkılı kalay oksit (FTO) kaplı cam altlığına uygulandı. X-ışını kırınımı (XRD) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) analizleri, TiO2 fotoanodunun anataz fazında olduğunu ve nanopartiküllerden oluşan yoğun ve gözenekli bir morfolojiye sahip olduğunu gösterdi. UV Vis analizi, fotoanodun görünür bölgede %80 maksimum geçirgenlik ve 3,28 eV'lik bir doğrudan bant aralığına sahip olduğunu ortaya koydu. FTO/TiO2/Alizarin/(I⁻/I3⁻)/Pt/FTO mimarisine sahip bir BDGP üretildi ve fotovoltaik performansı, değişen ışık şiddetleri altında test edildi. Ölçümler, BDGP'nin, ışık şiddetine bağlı olarak JSC (4,48-9,59 mA/cm2), VOC (0,65 0,76 V), FF (0,55-0,65) ve PCE (η) (4,01-9,48%) değerlerinde değişiklikler gösterdiğini ortaya koydu. Bulgularımız, doğal alizarin boyasının, BDGP'lerin ticarileştirilmesi için umut verici bir duyarlaştırıcı adayı olduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
One of the major challenges in the commercialization of dye-sensitized solar cells (DSSCs) is the simultaneous non-achievement of long-term device stability and high photoconversion efficiency (PCE). In addition, while natural dyes are often preferred due to the high cost and toxic nature of commonly used synthetic dyes, they typically suffer from photo-instability and low PCE, which limits the overall performance of DSSCs. In this context, we investigated the effect of the natural dye sensitizer alizarin on the efficiency of a TiO2-based DSSC under varying solar light intensities. TiO2 nanoparticles, intended for use as photoanode in DSSC, were synthesized using an environmentally friendly hydrothermal method. A paste prepared from the synthesized TiO2 nanoparticles was applied onto a 0.49 cm2 area of fluorine-doped tin oxide (FTO)-coated glass substrate using the doctor blade method. The X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) analyses indicated that the TiO2 photoanode was in the anatase phase, with a dense and porous morphology composed of nanoparticles. UV-Vis analysis revealed that the photoanode exhibited a maximum transmittance of 80% in the visible region and a direct bandgap energy of 3.28 eV. A DSSC with the architecture FTO/TiO2/Alizarin/(I⁻/I3⁻)/Pt/FTO was fabricated, and its photovoltaic performance was evaluated under varying light intensities. The measurements revealed that the DSSC exhibited variations in JSC (4.48-9.59 mA/cm²), VOC (0.65-0.76 V), FF (0.55-0.65) and PCE (η) (4.01 9.48%), depending on the light intensity. Our findings indicate that natural alizarin dye is a promising candidate sensitizer for the commercialization of DSSCs.
Benzer Tezler
- Türkiye'de farklı tuz göllerinden ve tuzlalardan izole edilen Dunalıella viridis'de büyüme koşullarının ve karotenoid birikiminin araştırılması
Investigation on growth conditions and carotenoid acuumulation of Dunaliella viridis isolated from different salt lakes and saltwokrs in Turkey
İLKNUR AK
Doktora
Türkçe
2008
Su ÜrünleriÇanakkale Onsekiz Mart ÜniversitesiSu Ürünleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TOLGA GÖKSAN
PROF. DR. SEMRA CİRİK
- Curcuminoids: Analytical chemistry, biochemistry, and potential applications
Kurkuminoidler: Analitik kimya, biyokimya ve potansiyel uygulamaları
ZEYNEP KALAYCIOĞLU
Doktora
İngilizce
2020
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA BEDİA BERKER
- Sezyum atomik gaz hücresinin yüksek çözünürlüklü spektroskopisi
High resolution spectroscopy of resonance cesium atomic gas cell
BERFİN MUHLİSE CAKLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DEMET AKTAŞ
DOÇ. DR. RAMİZ HAMİD
- Şekillendirilmiş lazer hüzmelerinin yüksek saçılmalı ortamla etkileşimleri
Interactions of shaped laser beams with highly scattering media
TANSU ERSOY
Doktora
Türkçe
2016
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELÇUK AKTÜRK
- Organometalik ara katmanlı metal/yarıiletken schottky fotodiyotların elektriksel ve fotoelektriksel karakteristiklerinin deneysel ve optimizasyon teknikleri ile belirlenmesi
Determination of electrical and photoelectrical characteristics of metal/semiconductor schottky photodiodes with organometallic intermediate layer using experimental and optimization techniques
FATMA ZEHRA BAYAT
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSivas Cumhuriyet ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜLYA DOĞAN
DOÇ. DR. MUSTAFA ŞEKER