Geri Dön

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

  1. Tez No: 442357
  2. Yazar: ÇAĞLA İSTANBULLUOĞLU
  3. Danışmanlar: PROF. DR. LEVENT KAMİL TOPPARE
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya, Chemistry
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2016
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. 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

  1. 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

    İngilizce

    2018

    KimyaOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. LEVENT KAMİL TOPPARE

  2. 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

    İngilizce

    2019

    KimyaOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALİ ÇIRPAN

  3. 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

    İngilizce

    2021

    KimyaOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALİ ÇIRPAN

    DR. SEDAT SÜRDEM

  4. 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

    İngilizce

    2019

    Polimer Bilim ve TeknolojisiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALİ ÇIRPAN

  5. 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

    İngilizce

    2019

    KimyaOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALİ ÇIRPAN

    PROF. DR. LEVENT KAMİL TOPPARE