Grafen tabanlı elektrokromik aygıtların in-situ karakterizasyonu
In-situ characterization of graphene based electrochromic devices
- Tez No: 470888
- Danışmanlar: PROF. DR. SEBAHATTİN TÜZEMEN, DOÇ. DR. COŞKUN KOCABAŞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Katıhal Fiziği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 172
Özet
Elektrokromik (EC) malzemeler ve elektrolitler bir elektrokromik cihazda (ECD) en zorunlu ve aktif bileşenlerdir. EC malzemeler, redoks reaksiyonları vasıtasıyla belli bir dalga boyu aralığında kendi ışık emilimi özelliklerini tersine değiştirebilir. Elektrokromik aygıtın bütün yüzeyleri kavrayabilecek kadar esnek olması ve farklı optik bölgelerinde özelliklere sahip olması oldukça arzu edilen bir durumdur. Grafen esnek olmasının yanısıra görünür, kızıl ötesi ve mikrodalga gibi üç optik bölgede optik özellikleri olan nadir materyallerden biridir. Tez kapsamında çok katmanlı grafen (multi layer graphene (MLG)) elektrotlar kimyasal buhar biriktirme yöntemi ile dört farklı sıcaklıkta nikel alttaşlar üzerine sentezlendi. Büyütme sıcaklığında oluşturulan değişim ile dört farklı kalınlıkta MLG elektrot elde edildi. MLG elektrotlar Polivinil klorür (PVC) ve iki farklı polietilen alttaş üzerine ısıl laminasyon ve su banyosu ile transfer edildi. MLG elektrotlar kullanılarak oluşturulan elektrokromik aygıtların optik (FTIR ve Raman spektroskopisi), yapısal (X-ışını kırınım (XRD), Taramalı elektron mikroskobu (SEM), Enerji dağılımlı X-ışını Spektroskopisi (EDX) ve Atomik kuvvet Mikroskobu (AFM)), aygıt yaşam süresi (görünür bölge dedektörü) ve elektriksel karakterizasyonları (dört nokta prob (Four probe)) farklı ölçüm teknikleriyle karakterize edilmiştir. MLG elektrotların kalınlığı arttıkça araya ekleme voltaj değeri artarken, tabaka direncinin azaldığı görüldü. Uygulanan potansiyel değeri arttıkça grafen elektrotların optik geçirgenliklerinin arttığı +5V değerinde maksimum olduğu sonucna ulaşıldı. İkinci kısımda farklı anyon ve katyon içeriğine sahip imidazolium, amonyum ve pirilidinyum bazlı dört farklı elektrolit kullanılarak oluşturulan MLG elektrot tabanlı elektrokromik aygıtların değişen elektrolite bağlı olarak performansları karakterize edildi. Kristal yapı analizleri sonucu grafenin n-doping durumunu elde etmenin p-doping durumuna göre daha yüksek voltaj değeri gerektirdiği sonucuna ulaşıldı. Ayrıca tez kapsamında geliştirilen ve oldukça pratik bir yapı olan eş düzlemli elektrot yapısı elektrokromik aygıt tasarımında kolaylıklar sağlamaktadır
Özet (Çeviri)
Electrochromic (EC) materials and electrolytes are the most imperative and active components in an electrochromic device (ECD). EC materials are able to reversibly change their light absorption properties in a certain wavelength range via redox reactions. It is highly desirable that the electrochromic device be flexible enough to grasp surfaces and be used in different optical fields. Grafen is one of the rare materials that have flexible properties as well as optical properties in three optical regions such as visible region, infrared and microwave region. In the thesis, multi layer grafen (MLG) electrodes were synthesized on nickel substratum at four different temperatures by chemical vapor deposition method. MLG electrodes that have four different thickness were obtained via change in the growth temperature. MLG electrodes were first transferred on polyvinyl chloride (PVC) and two different polyethylene substrates for flexible electrochromic device construction by thermal lamination and water bath. Characterizations of electrochromic devices formed using MLG electrodes were characterized by different measurement techniques, such as optical (FTIR and Raman spectroscopy), structural (X-ray diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive X-ray spectroscopy (EDX) and Atomic Force Microscopy (AFM)) life time (visible region detector) and electrical characterizations (four probe). According to optical measurements; As the thickness of the MLG electrodes increased, the intercalation voltage value increased, while the layer resistance decreased. In addition, as the applied potential increases, the optical permeability of the grafic electrodes increases, reaching the maximum at + 5V. In the second part, MLG electrode-based electrochromic devices formed using four different electrolytes with different anion and cation contents were characterized by varying electrolyte performance. Crystal structure analysis has been achieved to obtain the n-doping state of the resultant graphite, which requires a higher voltage value than the p-doping state.
Benzer Tezler
- Graphene based optoelectronics in the visible spectrum
Görünür spektrumda grafen tabanlı optoelektronik
EMRE OZAN POLAT
Doktora
İngilizce
2015
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. COŞKUN KOCABAŞ
- Electrospun polyacrylonitrile based composite nanofibers containing polyindole and graphene oxide
Poliindol ve grafen oksit içeren poliakrilonitril tabanlı kompozit nanofiberler
İLKNUR BOZKAYA GERGİN
Doktora
İngilizce
2023
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDÜLKADİR SEZAİ SARAÇ
- Grafen tabanlı nano yapılarda safsızlık etkileri
Impurity effects on grafen-based nanostructures
DEFNE BAYAT
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Fizik ve Fizik MühendisliğiAnkara ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BEKİR SITKI KANDEMİR
- Grafen tabanlı nanodolgular ile güçlendirilmiş yeni nesil termoplastik kompozitlerin geliştirilmesi
Development of new generation thermoplastic composites reinforced by graphene based nanofillers
ELÇİN ÇAKAL SARAÇ
Doktora
Türkçe
2019
Kimya Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL AYDIN
DR. ÖĞR. ÜYESİ BURCU SANER OKAN
- Performance enhancement of graphene based optoelectronic devices
Grafen tabanlı optoelektronik aygıtlarda performans artırılması
ONUR ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. EKMEL ÖZBAY
YRD. DOÇ. HÜMEYRA ÇAĞLAYAN