Geri Dön

Polimer esaslı güneş pili uygulamaları için grafen içeren nanokompozit elektrotların geliştirilmesi

Development of nanocomposite electrodes containing graphenes for polymer based solar cell applications

  1. Tez No: 496271
  2. Yazar: MAHMUT TAŞ
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. AYŞE BEDELOĞLU
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Enerji, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Energy, Polymer Science and Technology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2018
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Bursa Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Lif ve Polimer Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 80

Özet

Bu tez çalışmasında, son yıllarda bütün mühendislik disiplinleri tarafından dikkatleri kendine çeken grafen nanomalzemesi, gümüş nanotel ve PEDOT:PSS ile birlikte kullanılarak organik güneş pilleri için hibrit elektrot yapıları üretilmiştir. Çalışma kapsamında grafen oksit geliştirilmiş Hummers metodu ile grafit hammaddesinden yola çıkılarak üretilmiş ve üretilen grafen oksitin karakterizasyonu FT-IR, Raman spektrometresi ve SEM yardımıyla gerçekleştirilmiştir. Daha sonra bu nanomalzeme dönel kaplama yöntemi ile ince film haline getirilmiş ve indirgeme işlemi için, askorbik asit ve termal tavlama adımlarından oluşan yeni bir yöntem geliştirilmiştir. Üretilen indirgenmiş grafen elektrotların direnç değerlerine etki eden askorbik asit konsantrasyonu ve ara ısıtma, ayrı deney setleri olarak çalışılmış ve ara ısıtmanın direnç değerini %10 iyileştirdiği, askorbik asit konsantrasyonunun 400 millimolardan sonra direnç değerine kayda değer etki etmediği belirlenmiştir. Direnç değerlerini iyileştirmek amacıyla hibrit yapılar tasarlanmış ve 7 farklı tasarım ile örnekler üretilmiştir. Üretilen hibrit elektrotların, elektrot için en önemli özellikler olan optik ve elektriksel özellikler başta olmak üzere, bazı özellikleri karakterize edilmiştir. Sonuçlar gümüş nanotel ve PEDOT:PSS içeren elektrot tasarımlarının iyi sonuçlar verdiğini ve en iyi elektriksel sonucun 0,2 kΩ ile indirgenmiş grafen oksit/gümüş nanotel/PEDOT:PSS yapısı ile elde edildiğini göstermiştir. En iyi optik geçirgenlik sonucunun ise %92 geçirgenlik değeri ile tek başına gümüş nanotelden üretilen elektrot yapısından elde edildiği görülmüştür.Üretilen hibrit elektrotların, elektrot için en önemli özellikler olan optik ve elektriksel özellikler başta olmak üzere, bazı özellikleri karakterize edilmiştir. Sonuçlar gümüş nanotel ve PEDOT:PSS içeren elektrot tasarımlarının iyi sonuçlar verdiğini ve en iyi elektriksel sonucun 0,2 kΩ ile indirgenmiş grafen oksit/gümüş nanotel/PEDOT:PSS yapısı ile elde edildiğini göstermiştir. En iyi optik geçirgenlik sonucunun ise %92 geçirgenlik değeri ile tek başına gümüş nanotelden üretilen elektrot yapısından elde edildiği görülmüştür. Üretilen bütün elektrot yapıları, standart güneş pili olarak denenmiş ve sonuçlar değerlendirilerek tartışılmıştır.

Özet (Çeviri)

In this thesis, graphene nanomaterials, which have attracted attention by all engineering disciplines, was used with silver nanowires and PEDOT:PSS to produce hybrid electrode for organic solar cell structures. Within the scope of the study, graphene oxide was produced by improved Hummers' method from graphite raw material and the produced graphene oxide characterization was performed by FT-IR, Raman and SEM. Then, this nanomaterial was converted into a thin film by the spin coating method and a new method for reduction was developed, which consists of ascorbic acid and thermal annealing steps. The ascorbic acid concentration and pre-heating, which affect the resistance values of the graphene electrodes, were studied as separate test sets and it was determined that the pre-heating improved the resistance value by 10%, and the ascorbic acid concentration had no significant effect on the resistance value over 400 millimolar. Hybrid structures were designed to improve resistance values and samples were produced with 7 different designs. The hybrids electrodes was characterized by certain characteristics, especially the optical and electrical properties, which are the most important properties for the OPV electrodes. The results show that electrode designs with silver nanowires and PEDOT: PSS gives better results and that the best electrical result is obtained with a reduced graphene oxide/silver nanowire/PEDOT:PSS structure with 0,2 kΩ. The best optical transparency result was obtained as a 92% transmittance value of the electrode structure produced from silver nanowires alone. All electrode structures produced were tested as standard solar cell and the results were evaluated and discussed.

Benzer Tezler

  1. Elektronik ve optoelektronik uygulamalar için siyanofenil tiyenotiyofen ve bor içeren materyaller

    Cyanophenyl thienothiophene and boron containing materials for electronic and optoelectronic applications

    RECEP İŞÇİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. TURAN ÖZTÜRK

  2. Elektropolimerize olabilecek gruplar içeren izoindolin esaslı ligandların ve metal komplekslerinin sentezi

    Synthesis of isoindoline based ligands and metal complexes containing electropolymerizable groups

    ÖZGE GÖKTUĞ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    KimyaYıldız Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUHAMMET KASIM ŞENER

  3. An investigation into polymer-based photovoltaic fiber structures

    Polimer esaslı fotovoltaik lif yapılarının araştırılması

    İSMAİL BORAZAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALİ DEMİR

    DOÇ. DR. AYŞE BEDELOĞLU

  4. Fotovoltaik etki oluşturan lif geliştirilmesi

    Development of fibres with photovoltaic effects

    AYŞE ÇELİK BEDELOĞLU

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2009

    EnerjiDokuz Eylül Üniversitesi

    Tekstil Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. YALÇIN BOZKURT

    PROF. DR. ALİ DEMİR

  5. Plazma yöntemiyle PEDOT ince filmerinin üretilmesi, karakterizasyonu ve güneş pillerine uygulanması

    Synthesis and characterization of PEDOT thin films produced by plasma technique and their solar cell applications

    TAYLAN GÜNEŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    Polimer Bilim ve TeknolojisiÇanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HİLAL GÖKTAŞ