Geri Dön

Çok fonksiyonlu materyaller: Donör- akseptör tipi konjuge polimerler ve fotovoltaik uygulamaları

Multy-functional materials: Donor- acceptor type conjugated polymers and their fotovoltaic applications

  1. Tez No: 371370
  2. Yazar: HAKAN BİLGİLİ
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ŞERAFETTİN DEMİÇ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Enerji, Kimya, Energy, Chemistry
  6. Anahtar Kelimeler: iletken polimer, hacimsel heteroeklem organik güneş hücresi, PEDOT:PSS, ITO, döngüsel voltammetri, donör-akseptör, conducting polymer, Bulk heterojunction solar cell, cyclic voltammetry, donor-acceptor type polymers
  7. Yıl: 2013
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Ege Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Güneş Enerjisi Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Enerji Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 152

Özet

Bu doktora tezi kapsamında hacimsel heteroeklem organik güneş hücresi üretiminde kullanılan 6 tane donör-akseptör tipi iletken polimer sentezi gerçekleştirilmiştir ve güneş hücresi uygulamaları yapılmıştır. Sentezlenen donör-akseptör polimer yapılardan 5 tanesi orijinal olup, bir tanesi literatürde bilinmekte ve kullanılmaktadır. sıkça kullanılan polimer yapıdır. Yapılarda üç farklı tip donör ile 2 farklı tip akseptör birim kullanılmıştır. Sentezlenen polimerler hacimsel heteroeklem organik güneş hücresi üretiminde aktif tabakada donör polimerik yapı olarak kullanılan P3HT'ye alternatif olarak tasarlanmıştır. Sentezlenen polimerin yapısal karakterizasyonları 1H NMR spektroskopisi, optik ve elektrokimyasal özellikleri ise UV-Vis absorbsiyon spektroskopisi, fluoresans spektroskopisi ve döngüsel voltammetri (CV) teknikleri kullanılarak yapılmıştır. Sentezlenen polimer yapıların isimleri; 3,6-di-tert-butil-9-{4-[2-{3'-hekzil-5'-[7-(3-hekzil-5-metil-2-tiyenil)-2,1,3-benzotiyadiazol-4-il]-2,2'-bitiyen-5-il}-5-(5'-metil-2,2'-bitiyen-5-il)-1H-pirol-1-il]fenil}-9H-karbazol (SNS-TBT), 3,6-di-tert-butil-9-{4-[2-{3'-hekzil-5'-[7-(3-hekzil-5-metil-2-tiyenil)-2,1,3-benzoselenidiazol-4-il]-2,2'-bitiyen-5-il}-5-(5'-metil-2,2'-bitiyen-5-il)-1H-pirol-1-il]fenil}-9H-carbazole (SNS-TBSeT), 4-[5-(9,9-dioktil-7-fenil-9H-fluoren-2-il)-4-hekil-2-tiyenil]-7-(4-hekzil-5-fenil-2-tiyenil)- 2,1,3-benzotiyadiazol (F8-TBT), 4-[5-(9,9-dioktil-7-fenil-9H-fluoren-2-il)-4-hekzil-2-tiyenil]-7-(4-hekzil-5-fenil-2-tiyenil)- 2,1,3-benzoselenidiazol (F8-TBSeT), 4-[4-hekzil-5-(7'-fenilspiro[siklododekan-1,9'-fluoren]-2'-il)-2-tiyenil]-7-(4-hekzil-5-fenil-2-tiyenil)-2,1,3-benzotiyadiazol (SF12-TBT), 4-[4-hekzil-5-(7'-fenilspiro[siklododekan-1,9'-fluoren]-2'-il)-2-tiyenil]-7-(4-hekzil-5-fenil-2-tiyenil)-2,1,3-benzotiyadiazol (SF12-TBSeT) Sentezlenen donör-akseptör yapılar hacimsel heteroeklem güneş hücresinde donör bileşen olarak kullanılmıştır. Üretilen hücre yapıları ITO/PEDOT:PSS/POLİMER-PC71BM/LiF/Al dizini şeklinde hazırlanmıştır. Hücrelerin standart ölçüm şartlarında akım-gerilim (I-V) eğrileri kullanılarak ve gelen ışığın akıma dönüşüm verim (IPCE)`leri belirlenerek fotovoltaik parametreleri belirlenmiştir. Sonuç olarak en yüksek verimi SF12-TBT (% 3,76), en düşük verimi ise SNS-TBT (% 0,082) bileşiklerinin verdiği belirlenmiştir.

Özet (Çeviri)

In this PhD thesis, six donor-acceptor type semiconductor polymers have been synthisized to use in bulk heterojunction solar cells as p-type material. Five of synthisized polymers are new and one of them is from the literature. To obtain polymers, three p-type and two n-type monomers have been synthisized. Structural characterizations of the polymers have been carried out with 1H-NMR spectroscopy. Optic and electrocemical proterties of the polymers have been determined by using UV-Vis absorbtion and fluorescence spectroscopy and cyclic voltammetry respectevly. The synthesized donor-acceptor type polymers were 3,6-di-tert-butyl-9-{4-[2-{3'-hexyl-5'-[7-(3-hexyl-5-methyl-2-thienyl)-2,1,3-benzothiadiazol-4-yl]-2,2'-bithien -5-yl}-5-(5'-methyl-2,2'-bithien-5-yl)-1H-pyrrol-1-yl]phenyl}-9H-carbazole (SNS-TBT), 3,6-di-tert-butyl-9-{4-[2-{3'-hexyl-5'-[7-(3-hexyl-5-methyl-2-thienyl)-2,1,3-benzoselenadiazol-4-yl]-2,2'-bithien-5-yl}- 5-(5'-methyl-2,2'-bithien-5-yl)-1H-pyrrol-1-yl]phenyl}-9H-carbazole (SNS-TBSeT), 4-[5-(9,9-dioctyl-7-phenyl-9H-fluoren-2-yl)- 4-hexyl-2-thienyl]-7 -(4-hexyl-5-phenyl-2-thienyl)-2,1,3 benzothiadiazole (F8-TBT), 4-[5-(9,9-dioctyl-7-phenyl-9H-fluoren-2-yl) -4-hexyl-2-thienyl]-7 -(4-hexyl-5-phenyl-2-thienyl)- 2,1,3-benzoselenadiazole (F8-TBSeT), 4-[4-hexyl-5-(7'-phenylspiro[cyclododecane-1,9'-fluoren]-2'-yl) -2-thienyl]-7- (4-hexyl-5-phenyl- 2-thienyl)-2,1,3-benzothiadiazole (SF12-TBT), 4-[4-hexyl-5-(7'-phenylspiro[cyclododecane-1,9'-fluoren] -2'-yl)-2-thienyl]-7 -(4-hexyl-5-phenyl-2-thienyl) -2,1,3-benzoselenadiazole (SF12-TBT). Synthisized polymers have been used in bulk heterojunction solar cell application as a donor. Geometry of the fabricated cells were ITO/PEDOT:PSS/POLYMER-PC71BM/LiF/Al. Photovoltaic performance parameters of the devices have been determined by using I-V measurments. The results indicated that the highest and the lowest power conversion efficiencies have been obtained with the device of SF12-TBT (% 3,76) and the device of SNS-TBT (% 0,082) respectively.

Benzer Tezler

  1. Ditiyenotiyofen türevlerinin topaklanmaya bağlı ışıma özelliklerinin arttırılması için hacimli gruplarla fonksiyonlandırılması ve özelliklerinin incelenmesi

    Investigation of the properties of functionalized dithienothiophene derivatives with bulky groups for enhancement of aggregation induced emission

    FATMA GÖZDE AYDIN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    KimyaYıldız Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ZEHRA NÜKET ÖCAL SUNGUROĞLU

    PROF. DR. TURAN ÖZTÜRK

  2. Perovskite güneş hücreleri için tiyenotiyofen türevli materyallerin sentezi ve özelliklerinin incelenmesi

    Synthesis and investigation of thienothiophene based materials for perovskite solar cells applications

    MELİS ÜNAL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. TURAN ÖZTÜRK

  3. Elektronik ve optoelektronik uygulamalar için siyanofenil tiyenotiyofen ve bor içeren materyaller

    Cyanophenyl thienothiophene and boron containing materials for electronic and optoelectronic applications

    RECEP İŞÇİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. TURAN ÖZTÜRK

  4. Topaklanmaya bağlı ışıma uygulanarak 3-(4-metoksifenil) tiyofen ve bor içeren organik ışık yayan moleküllerin sentezi ve özelliklerinin incelenmesi

    Implementing aggregation induced emission to synthesis and investigation of the properties of organic light emitting materials which include 3-(4-methoxyphenyl)thiophene and boron

    ERDEM ENGÜR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    KimyaYıldız Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ZEHRA NÜKET ÖCAL SUNGUROĞLU

  5. Synthesis, properties and device applications of thienothiophene containing polymers with different functional groups

    Farklı fonksiyonel gruplara sahip tiyenotiyofen içeren polimerlerin sentezi, özellikleri ve cihaz uygulamaları

    DİLARA GÜNTÜRKÜN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. TURAN ÖZTÜRK