Polimer esaslı güneş pili uygulamaları için grafen içeren nanokompozit elektrotların geliştirilmesi
Development of nanocomposite electrodes containing graphenes for polymer based solar cell applications
- Tez No: 496271
- Danışmanlar: DOÇ. DR. AYŞE BEDELOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Energy, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bursa Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Lif ve Polimer Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- 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
- Elektronik ve optoelektronik uygulamalar için siyanofenil tiyenotiyofen ve bor içeren materyaller
Cyanophenyl thienothiophene and boron containing materials for electronic and optoelectronic applications
RECEP İŞÇİ
- Elektropolimerize olabilecek gruplar içeren izoindolin esaslı ligandların ve metal komplekslerinin sentezi
Synthesis of isoindoline based ligands and metal complexes containing electropolymerizable groups
ÖZGE GÖKTUĞ
- An investigation into polymer-based photovoltaic fiber structures
Polimer esaslı fotovoltaik lif yapılarının araştırılması
İSMAİL BORAZAN
Doktora
İngilizce
2017
Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ DEMİR
DOÇ. DR. AYŞE BEDELOĞLU
- Fotovoltaik etki oluşturan lif geliştirilmesi
Development of fibres with photovoltaic effects
AYŞE ÇELİK BEDELOĞLU
Doktora
Türkçe
2009
EnerjiDokuz Eylül ÜniversitesiTekstil Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YALÇIN BOZKURT
PROF. DR. ALİ DEMİR
- 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
2011
Polimer Bilim ve TeknolojisiÇanakkale Onsekiz Mart ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HİLAL GÖKTAŞ