PCDTBT tabanlı organik güneş gözelerinin üretimi ve karakterizasyonu
The production and characterization of PCDTBT-based organic solar cells
- Tez No: 575089
- Danışmanlar: DOÇ. DR. KADİR GÖKŞEN, DOÇ. DR. ÖZGE TÜZÜN ÖZMEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: PCDTBT, PCBM, güneş hücresi, elektriksel karakterizasyon, optik karakterizasyon, PCDTBT, PC61BM, solar cell, electrical characterization, optical characterization
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Düzce Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 80
Özet
Bu çalışmada Gümüş/n-tipi Silisyum/poly[N-9′-heptadecanyl-2,7–carbazole–alt-5,5-(4′,7′-di–2–thienyl-2′,1′,3′-benzothiadiazole:[6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester/Altın (Ag/n-Si/PCDTBT:PC61BM/Au) organik metal-polimer yarıiletken Schottky bariyer diyotları, polimer arayüz olarak %66:%34, %50:%50 ve %20:%80 oranlarında PCDTBT:PC61BM karışımı kullanılarak üretilmiştir. Üretilen diyotların 240 - 350 K sıcaklık aralığında akım-voltaj ölçümleri yapılarak, idealite faktörü (n), doyum akımı (I0) ve potansiyel bariyer yüksekliği (ϕ0) değerleri hesaplanmıştır. Bu sıcaklıklardaki diyot idealite faktörlerinin %66:%34, %50:%50 ve %20:%80 karışım oranları için sırasıyla 2,29-3,82; 1,38-1,53 ve 1,80-2,26 aralıklarında değiştikleri gözlemlenmiştir. Diyotlarda kullanılan karışımların optik özellikleri, %66:%34, %50:%50 ve %20:%80 oranlarına sahip PCDTBT:PC61BM ince filmlerin cam üzerine kaplanmasından sonra 400-1100 nm dalgaboyu aralığında yapılan optik geçirgenlik deneyleri aracılığıyla incelenmiştir. İncelenen filmlerin dolaylı yasak enerji bant aralıklarına sahip oldukları açığa çıkarılmış ve yasak enerji bant aralığı değerleri %66:%34, %50:%50 ve %20:%80 oranları için sırasıyla 1,03; 0,84 ve 0,84 olarak hesaplanmıştır. Çalışmanın son aşamasında İndiyum Kalay Oksit/PCDTBT:PCBM/Gümüş (ITO/PCDTBT:PCBM/Ag) organik güneş hücreleri %66:%34, %50:%50 ve %20:%80 oranlarında PCDTBT:PC61BM karışımları kullanılarak üretilmiştir. Üretilen güneş hücrelerinin optoelektronik özellikleri 300 °K oda sıcaklığında AM 1.5 güneş radyasyonu altında akım yoğunluğu–voltaj deneyleri aracılığıyla incelenmiştir. Yapılan analizler sonucunda hücrelerden alınabilecek maksimum güç yoğunluğu (Pmaks), dolum faktörü (FF) ve güç dönüştürme verimi (η) değerleri tüm hücreler için hesaplanmıştır. Yapılan hesaplamalar sonucu, %66:%34, %50:%50 ve %20:%80 PCDTBT:PC61BM karışım oranları kullanılarak üretilen güneş hücrelerinin güç dönüştürme verimlerinin sırasıyla % 0,39, % 0,57 ve % 0,85 olduğu açığa çıkarılmış ve güneş hücrelerindeki PC61BM oranının artırılmasının hücre verimini önemli ölçüde artırdığı görülmüştür.
Özet (Çeviri)
In this study, Silver/n-type Silicon/poly[N-9′-heptadecanyl-2,7–carbazole–alt-5,5-(4′,7′-di–2–thienyl-2′,1′,3′-benzothiadiazole:[6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester/Gold (Ag/n-Si/PCDTBT:PC61BM/Au) organic metal-polymer semiconductor Schottky barrier diodes were produced by using PCDTBT:PC61BM mixtures with percentage ratios of %66:34%, 50%:50%, and 20%:80% as a polymer interface. The ideality factor (n), saturation current (I0) and potential barrier height (ϕ0) values of the produced diodes were investigated by employing Current-Voltage measurements in the temperature range of 240 – 350 °K. The ideality factors for %66:%34, %50:%50, and %20:%80 mixture ratios were found to vary between 2,29-3,82; 1,38-1,53 and 1,80-2,26, respectively.The optical properties of the mixtures used in the diodes were investigated by transmission measurements in the wavelength range of 400-1100 nm after coating of PCDTBT:PC61BM thin films with mixture ratios of 66%:34%, 50%:50%, and 20%:80% on a glass substrate. The forbidden band gap for the investigated films were found to be indirect in nature and the band gap energy values were found to be 1,03; 0,84 ve 0,84 eV for films with the ratios %66:%34, %50:%50, and %20:%80, respectively. In the final stage of the study, Indium Tin Oxide/PCDTBT:PC61BM/Silver (ITO/PCDTBT:PC61BM/Ag) organic solar cells were produced by using 66%:33%, 50%:50%, and 20%:80% PCDTBT: PC61BM mixture ratios. The optoelectronic properties of the produced solar cells were investigated by employing Current Density-Voltage measurements at 300°K room temperature under AM 1.5 solar radiation. As a result of the analysis, maximum power density (Pmax), fill factor (FF) and power conversion efficiency (η) values were calculated for all of the produced cells. As a result of calculations, solar power conversion efficiencies of 0.39%, 0.57% and 0.85% were calculated for the cells having 66%:34%, 50%:50%, and 20%:80% PCDTBT:PC61BM mixture ratios. It was also revealed that the increase of percentage ratio of PC61BM in solar cells significantly increased cell power conversion efficiency.
Benzer Tezler
- Metal nanoparçacıklarla katkılanmış iletken polimerlerle, organik güneş hücrelerinin geliştirilmesi
Development of solar cells with metal nanoparticle doped conducting polymers
NESRİN TÖRE
Doktora
Türkçe
2017
Fizik ve Fizik MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SAVAŞ BERBER
- Tiyofen türevli kopolimerlerin organik güneş pili uygulamaları ve kararlılık çalışmaları
The stability investigation of thiophene copolymers based organic solar cells
PELİN KAVAK
Doktora
Türkçe
2017
Fizik ve Fizik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KUBİLAY KUTLU
- Yarı iletken polimerlerden hazırlanan ince filmlerin elektriksel ve spektroskopik özelliklerinin incelenmesi ve organik güneş hücreleri
The electrical and spectroscopic properties of the prepared semiconductor thin films of polymers and organic solar cells
MEHMET SELİM AKTUNA
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ESRA ALVEROĞLU DURUCU
- Florür ve oksit tabanlı nanomalzemeler kullanılarak üretilen metal-polimer-yarıiletken (MPY) yapıdaki schottky bariyer diyotlar ile yüksek frekans memristör
High frequency memristor design with schottky barrier diodes in metal-polymer-semiconductor (MPY) structure produced using fluoride and oxide-based nanomaterials
ÖMER BERKAN ÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiİZMİR BAKIRÇAY ÜNİVERSİTESİElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGE TÜZÜN ÖZMEN
- 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