Polymer light emitting diodes and organic solar cells towards ITO free devices and high efficiency devices using electrochemically synthesized polymers
Polimer ışık yayan diyotlar, elektrokimyasal yöntemlerle üretilen polimerler kullanılarak üretilen yüksek verimli cihazlar ve ITO içermeyen cihazlar
- Tez No: 474960
- Danışmanlar: PROF. DR. LEVENT KAMİL TOPPARE
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- 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: 101
Özet
Bu çalışmada polimer tabanlı güneş pilleri ve polimer tabanlı ışık yayan diyotlar üretilmiştir. Bu çalışmanın üçünü bölümünde terminal unitenin ve polimer molekül ağırlığının elektoluminesans özelliklerine etkisi incelenmiştir. Dördüncü bölüm bu parametrelerin fotovoltaik özelliklere olan etkisini kapsamaktadır. Trifenilamin ünitesi ile sonlandırılmış polimer (P1) 8.5 voltta 10411cd/m2 luminans değeri göstermiştir. Benzen ünitesi olan sonlandırılmış polimer (P2) 8 voltta 14583cd/m2 luminans değeri göstermiştir. P2 kullanılarak üretilen güneş gözelerinde % 4.11 güç çevirim verimine ulaşılmıştır. Açık devre voltajı 0.99V, kısa devre akımı 6.59 mA/cm2, dolum değeri 0.63 bulunmuştur. Bu çalışmanın beşinci bölümünde elektrokimyasal yöntemelerle üretilen polimerler polimer güneş pili uygulamalarında kullanıldı. Bu özelliğiyle bu çalışma literatürde bir ilktir. P3HT, P3EHT, P3OT, P3DecT ve PDHT elektrokimyasal yöntemlerle sentezlenmiştir. P3EHT kullanılarak üretilen güneş gözeleriyle en yüksek verime ulaşılmıştır. % 2.03 güç çevirim verimine, 5.10mA/cm2 kısa devre akım değeri, 0.83V açık devre voltaj değeri ve 0.48 dolum faktörü ile ulaşılmıştır. Ayrıca P3EHT, PTB7 ve PC71BM içeren üçlü güneş pilleri üretilmiştir. Bu güneş pilleri ile % 6.50 güç çevirim verimine ulaşılmıştır. Bu çalışmanın altıncı ünitesi ITO bulundurmayan güneş gözeleri ve ışık yayan diyotlar üretilmesine ayrılmıştır. ITO yerine, gümüş ve bakır nanoteller OLED ve organik güneş pili uygulamalarında kullanılmıştır. Cam/Ag nanotel / P3HT:PC71BM/ LiF/Al cihaz mimarisine sahip güneş gözesiyle %1.13 güç çevirim verimine ulaşılmıştır. Açık devre voltajı 0.53V, kısa devre akımı 4.99 mA/cm2, dolum değeri 0.43 bulunmuştur. P2 kullanılarak üretilen ışık yayan diyotlarla 2625cd/m2 luminans değeri elde edilmiştir
Özet (Çeviri)
In this study, polymer based solar cells and polymer based light emitting diodes were constructed. In the third and fourth chapters of this study, effect of terminal units and effect of molecular weight on electroluminescence and photovoltaic properties were investigated. Triphenyl end capped polymer P1 based PLED shows luminance value of 10411cd/m2 at 8.5V whereas benzene end capped polymer P2 based PLED has the peak luminance value of 14583cd/m2 at 8V. P2 based photovoltaic devices exhibited superior performance. The best performance device based on P2 achieved a power conversion efficiency (PCE) of 4.11 % with a current density (Jsc) of 6.59 mA/cm2, an open-circuit voltage (Voc) of 0.99 V, and a fill factor (FF) of 0.63. In the fifth chapter, electrochemically synthesized polymers were used in polymer solar cell applications for the first time in literature. P3HT, P3EHT, P3OT, P3DecT and P3DHT were synthesized via electrochemical means. P3EHT based solar cells showed the highest performance. PCE of 2.03% was obtained with a Jsc value of 5.10mA/cm2, Voc value of 0.83V, FF value of 0.48 Ternary solar cells comprising P3EHT, PTB7 and PC71BM was fabricated. PCE value of 6.50 % were achieved with a VOC of 0.72V, JSC of 14.60 mA/cm2 and a FF of 0.62. In the last part of this study, ITO free polymer solar cell and PLED characterizations were carried out. Instead of ITO, Ag nanowires were used as the anode materials in polymer solar cell and polymer light emitting diode applications. 1.13% PCE value was achieved with a VOC of 0.53V, JSC of 4.99mA/cm2 and FF of 0.43 with the device structure of glass/Ag nanowire /P3HT:PC71BM/ LiF /Al. 2625cd/m2 luminance value was obtained with P2 incorporated electroluminescent device with a lower turn on voltage than the one for the ITO based device.
Benzer Tezler
- Birleşik tiyofen temelli bileşiklerin klik reaksiyonu ile polimerleştirilmesi, elektronik ve optoelektronik özelliklerinin araştırılması ve uygulamaları
Polymerization of fused thiophene based compounds via cli̇k reaction, researching of their electronic, optoelectronic properties and their applications
ALİ BUYRUK
- 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
- Rational molecular design enables efficient organic solar cells and organic light emitting devices
Verimli organik güneş pilleri ve organik ışık yayan cihazlar için akılcı molekülerin tasarımı
EDA ALEMDAR YILMAZ
Doktora
İngilizce
2022
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ ÇIRPAN
PROF. DR. LEVENT KAMİL TOPPARE
- Synthesis of novel diketopyrrole and selenophene containing nir absorbing polymers and their application in bulk-heterojunction solar cells
Özgün diketopirol ve selenofen içeren yakın kızıl ötesi bölgede soğurma yapabilen polimerlerin sentezi ve organik güneş hücrelerinde uygulanması
GÜLCE ÖKLEM
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. EMRULLAH GÖRKEM GÜNBAŞ
- Synthesis, electrochemical characterization and organic solar cell applications of selenophene containing conjugated polymers
Selenofen içeren polimerlerin sentezi, elektrokimyasal karakterizasyonları ve güneş gözesi çalışmaları
MUSTAFA YAŞA
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Polimer Bilim ve TeknolojisiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT KAMİL TOPPARE
