Syntheses of benzodithiophene and thienopyrroledione containing conjugated random polymers as components for organic solar cells
Benzoditiyofen ve tiyenopiroldiyon içeren rastgele konjüge polimerlerin organik güneş hücreleri için sentezi
- Tez No: 461904
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ALİ ÇIRPAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Chemistry, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 85
Özet
Son yıllarda organik güneş hücreleri düşük maliyetleri, hafif ve esnek olmaları gibi avantajları sebebiyle yenilenebilir enerji teknolojileri alanında umut verici olmaları sebebiyle büyük ilgi görmektedirler. Bu çalışmada organik yığın hetero bağıntılı güneş hücrelerinin verimini arttırmak için rastgele konjüge iki polimer tasarlanmıştır. Bu sebeple benzoditiyofen ve tiyenopiroldiyon içeren rastgele konjuge polimerler sentezlenmiş olup, benzotriazol ve benzothiadiazol akzeptör gruplarının değiştirilmesinin, polimerin optoelektronik özelliklerine ve organik yığın heterobağıntılı polimer güneş hücrelerinin performanslarına etkileri araştırılmıştır. Elektrokimyasal ve optik çalışmaların sonuçları, sentezlenen polimerlerin organik güneş hücreleri uygulamaları için uygun olduğunu göstermiştir. Her iki polimer de n- ve p- katkılanabilirdir. Bu sayede, dönüşümlü voltametri yöntemi kullanılarak polimerlerin HOMO ve LUMO değerleri P1 için -5.53 ve -3.43 eV , P2 için -5.54 ve -3.53 eV olarak hesaplanmıştır. UV-Vis-NIR spektrometresi kullanılarak polimerlerin optik bant aralıkları P1 ve P2 için sırasıyla 2.10 ve 2.10 eV olarak belirlenmiştir. ITO/PEDOT:PSS/Polimer:PC71BM/LiF/Al konfigurasyonunda yapılan organik güneş hücrelerinin aktif yüzeyinde sentezlenen polimerler elektron verici olarak, PCBM ise elektron alıcı olarak kullanılmıştır. P2 ve PCBM'nin 1:2 oranında karıştırılarak aktif yüzey olarak kaplandığı organik güneş hücresi standart AM 1.5 G aydınlatması ile en yüksek verimi 5.83% olarak göstermiştir.
Özet (Çeviri)
In recent years organic solar cells (OSC) have attracted considerable attention as promising candidates for renewable energy technology because of their low cost, light weight and flexibility. In this study, in order to improve the efficiency of a bulk heterojunction solar cell, two conjugated random polymers were designed. For this purpose, benzodithiophene and thienopyrroledione containing two random copolymers were synthesized. The effects of several acceptors such as benzotriazole and benzothiadiazole on optoelectronic properties and the performance of bulk heterojunction polymer solar cells were investigated. Electrochemical and optical studies prove that these polymers could be candidates for organic solar cell applications. Both copolymers were n-and p- dopable. Thus, the HOMO and LUMO values were determined by using cyclic voltammetry resulted with the values -5.53 and -3.43 eV for P1 and -5.54 and -3.53 for P2, respectively. The optical band gap of the polymers were calculated by using UV-VIS-NIR spectroscopy as 2.10 and 2.01 eV for P1 and P2, correspondingly. Bulk-heterojunction solar cells were constructed with the configuration of ITO/PEDOT:PSS/Polymer:PC71BM/LiF/Al and the synthesized polymers were used as the electron donors and PC71BM as the electron acceptor in the active layer. The best performance is observed for device of P2 1:2 (w:w) ratio with a PCE of 5.83 % under standard AM 1.5 G at 100 mW/cm2.
Benzer Tezler
- Synthesis and characterization of benzodithiophene containing conjugated polymers for organic bulk heterojunction solar cells
Organik bulk heteroeklem güneş pilleri için benzoditiyofen içeren konjüge polimerlerin sentezi ve karakterizasyonu
SULTAN TAŞKAYA ASLAN
- Syntheses and characterization of benzotriazole,thienopyrroledione and benzodithiophene containingconjugated random terpolymers for organic solar cells
Organik güneş hücrelerinde kullanılacakbenzotriazol, tiyenopirolediyon ve benzoditiyofeniçeren rastgele terpolimerlerin sentez ve özellikleri
KARDELEN GÖKSU
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ ÇIRPAN
- Syntheses and investigation of optoelectronic properties of benzothiadiazole and benzotriazole containing conjugated polymers
Benzotiyadiazol ve benzotriyazol içeren konjuge polimerlerin sentezi ve optoelektronik özelliklerinin incelenmesi
DUYGU KELEŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Polimer Bilim ve TeknolojisiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ ÇIRPAN
DOÇ. DR. YASEMİN ARSLAN UDUM
- Development of P and N type conjugated polymers for electrochromic and organic solar cell applications
Organik güneş pili ve elektrokromik uygulamalar için p ve n tipi konjüge polimerlerin geliştirilmesi
NAİME AKBAŞOĞLU ÜNLÜ
- Syntheses and optoelectronic applications of thiadiazolo quinoxaline bearing alternating conjugated copolymers
Tiyadiazolo kinokzalin taşıyan ardışık konjüge kopolimerlerin sentezi ve optoelektronik uygulamaları
EMRE ATAOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Polimer Bilim ve TeknolojisiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ ÇIRPAN
DOÇ. DR. HÜSNÜ EMRAH ÜNALAN