Benzodithiophene and benzotriazole bearing alternating copolymers, effect of thiophene and bithiophene π-bridges on photovoltaic properties
Benzoditiyofen ve benzotriazol ıçeren sirali kopolimerlerde tiyofen ve bitiyofen π-köprülerinin fotovoltaik özelliklere etkisi
- Tez No: 442357
- Danışmanlar: PROF. DR. LEVENT KAMİL TOPPARE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 132
Özet
Gerçekleştirilen bu tez çalışmasında, iki yeni benzotriazol ve benzoditiyofen içe- ren sıralı kopolimerler Stille kenetlenme reaksiyonu ile sentezlenmiştir. Güçlü electron verici özelliği ve yüzeysel yapısı sebebiyle benzoditiyofen ünitesi do- nör olarak kullanılmıştır. Elektronca eksik yapısı benzotriazol unitesini akseptör molekül olarak kullanmamızı sağlamıştır. Bunun yanı sıra, π-köprüsü etkisini incelemek için tiyofen (P1) ve bitiyofen (P2) konjüge üniteleri donör akseptör üniteleri arasına yerleştirilmiştir. Polimerlerin elektrokimyasal, spektroelektro- kimyasal ve kinetik çalışmaları yapılmıştır. Polimerlerin negatif ve pozitif doplanma özelliklerini aynı anda barındırmasından dolayı, enerji seviyeleri döngüsel voltametri ile karakterize edilmiştir. Kronoamperometri çalışmalarında her iki polimer de yüksek kararlılık ve hızlı anahtarlanma zamanı gibi özelliklere sa- hiptir. Yakın kızılötesi bölgesinde bitiyofen unitesi içeren polimer tiyofen unitesi içeren polimere kıyasla yüksek optik kontrast ve hızlı anahtarlanma süresine sahiptir. Organik güneş gözelerinin yapımında ITO/PEDOT:PSS/POLİMER:PC70BM/- LiF/METAL dizilimi izlenmiştir ve analizleri standart AM 1,5G aydınlatma ile yapılmıştır. Donör ve akseptör ünitelerindeki alkil zincirleri polimerlerin organik çözücülerdeki çözünürlüklerinin artmasını sağlamıştır. AFM ve TEM çalışmaları ile kalınlık ve morfoloji incelemeleri yapılmıştır. Birçok optimizasyon çalışmala- rının sonucunda P1 ve P2 molekülleri ile üretilen güneş gözeleri sırasıyla en yüksek 2.12% ve 1.20% güç çevirim verimi göstermiştir. Organik ışık saçan diyot çalışmalarında P1 aktif tabaka olarak kullanılmıştır ve kırmızı ışık yayan diyot ITO/PEDOT:PSS/P1/LiF/METAL cihaz yapısıyla elde edilmiştir. Üretilen diyotunun CIE koordinatları (x,y); 0.65, 0.34 olarak bulunmuştur.
Özet (Çeviri)
In this study, two novel 1,2,3-benzotriazole and benzodithiophene bearing alter- nating copolymers were synthesized via Stille coupling reaction. Benzodithio- phene was used as the donor moiety due to its strong electron donating ability and planar structure. Benzotriazole moiety was incorporated as the acceptor unit due to its electron deficient nature. Moreover, thiophene (P1) and bithio- phene (P2) conjugated moieties were incorporated between donor and acceptor units in order to investigate the effect of π-bridge. Electrochemical, spectroelec- trochemical and kinetic studies were performed. Since both polymers revealed ambipolar character, HOMO-LUMO energy levels were calculated from cyclic voltammograms. As a result of kinetic studies, good stabilities and low switch- ing times were recorded. Moreover, bithiophene bearing copolymer showed en- hanced percent transmittance and low switching time at NIR region when com- pared with thiophene bearing polymer. Organic photovoltaic applications of the polymers were conducted with a de- vice structure of ITO/PEDOT:PSS/POLYMER:PC70BM/LiF/Al The analysis of the photovoltaic devices was performed under standard AM 1.5G illumina- tion. Alkyl chains on the donor and acceptor moieties enhanced the solubility of the polymers in organic solvents. Thickness and morphology of the devices were examined via AFM and TEM studies. As a result of several optimization studies, power conversion efficiencies were reached to 2.12% and 1.20% for P1 and P2, respectively. P1 was used as active layer for OLED applications which were constructed with a device structure of ITO/PEDOT:PSS/P1/LiF/Al. Red emissive OLED was produced with CIE coordinates (x,y) of 0.65, 0.34, respectively.
Benzer Tezler
- Inverted organic solar cell applications of benzodithiophene and benzotriazole bearing alternating copolymers
Benzoditiyofen ve benzotriazol içeren sıralı kopolimerlerin ters organik güneş gözesi uygulamaları
EDA BOLAYIR
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT KAMİL TOPPARE
- Selenophene bearing benzodithiophene based alternating polymers for organic solar cell applications
Organik güneş pili uygulamaları için selenofen içeren benzoditiyofen bazlı sıralı polimerler
GÜLTEN ÖZKUL ATLI
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ ÇIRPAN
- Investigation of the effect of heteroatom and integration of boron on benzodithiophene and pyrazine containing conjugated polymers for photovoltaic applications
Fotovoltaik uygulamalar için benzoditiyofen ve pirazin içeren konjüge polimerlerde heteroatom ve bor entegrasyonu etkisinin incelenmesi
YEŞİM ABACIOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ ÇIRPAN
DR. SEDAT SÜRDEM
- Investigation of optoelectronic properties of benzotriazole and thiazole bearing conjugated polymers
Benzotriazol ve tiyazol içeren konjuge polimerlerin optoelektronik özelliklerinin incelenmesi
HAKAN ÜNAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Polimer Bilim ve TeknolojisiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ ÇIRPAN
- Conjugated polymers with benzothiadiazole and benzotriazole for organic solar cells
Organik güneş pili uygulamaları için benzotiadiazol ve benzotriazol içeren konjüge polimerler
MERT CAN ERER
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ ÇIRPAN
PROF. DR. LEVENT KAMİL TOPPARE