Geri Dön

P3HT:PCBM tabanlı heteroeklem organik güneş pillerinin fabrikasyonu ve pentacene malzemesinin güç dönüşüm verimine etkisi

Fabrication of P3HT:PCBM based heterojunction solar cells and the effect of pentacene material the power conversion efficiency

  1. Tez No: 581051
  2. Yazar: ÜMİT ERKEM
  3. Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET BİBER
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2019
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Atatürk Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Katıhal Fiziği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 86

Özet

Bu tez çalışmasında, aktif tabaka olarak kullanılan P3HT:PCBM karışımını içeren geleneksel katı heteroeklem (BHJ) organik güneş pillerinin fabrikasyonu gerçekleştirildi. İlk aşamada, aseton, 2-propanol ve DI su ile ITO' nun kimyasal temizliği yapıldı. Geleneksel katı heteroeklem (BHJ) organik güneş pilinin fabrikasyonu için PEDOT:PSS çözeltisi ITO yüzeyine dönel kaplama (spin coating) ile 4000 rpm'de 45 saniye boyunca döndürülerek kaplandı ve ardından sıcak tabla (hot plate) üzerinde 5 dakika boyunca 130˚C' de tavlandı. Daha sonra, P3HT:PCBM aktif tabakası 900 rpm'de 50 saniye eldivenli kabin (glove box) içindeki spin coater ile döndürülerek kaplandı ve glove box içindeki hot plate üzerinde 5 dakika boyunca 110˚C' de tavlandı. Son olarak termal buharlaştırma ünitesi kullanılarak P3HT:PCBM aktif tabakası üzerine 100 nm kalınlığındaki alüminyum (Al) kaplandı ve ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PCBM/Al geleneksel BHJ organik güneş pili yapısı birinci referans aygıt olarak elde edildi. Daha sonra elde ettiğimiz referans pilimizde P3HT:PCBM ile Al arasına termal buharlaştırma yöntemi ile 2 nm kalınlığında LiF tabakası kaplandı ve ikinci bir referans pili elde edildi. Son asamada, P3HT:PCBM aktif tabakasına kütlece %0,5, %1 ve %1,5 oranında pentacene malzemesi katkılanarak ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PCBM:Pentacene/LiF/Al geleneksel katı heteroeklem (BHJ) organik güneş pili yapısı elde edildi. Elde edilen aygıtlar glove box içinde karanlıkta ve 100 mW/cm2 ışık etkisi altında akım yoğunluğu-voltaj (J-V) ölçümleri yapıldı ve aygıt parametreleri J-V eğrileri ile hesaplandı. Penracene katkılandıktan sonra güneş pilimizin soğurma şiddetinin arttığı, aygıt yapısında LiF kullanılması ve aktif tabakaya pentacene katkılanması ile güç dönüşüm veriminin %0,64'ten %2,65'e çıktığı gözlendi.

Özet (Çeviri)

In this thesis, fabrication of traditional organic photovoltaics (OPV) were performed which includes mixture of P3HT and PCBM as the active layer. Firstly, the chemical cleaning of ITO was done with acetone, 2-propanol and DI water. After, PEDOT: PSS layer was coated on ITO substrates by spin coating at 4000 rpm for 45 sec. andannealed at 130 ˚C for 5 min on a hot plate in ambient. Subsequently, P3HT: PCBM active layer was coated by spin coating at 900 rpm for 50 sec on top of PEDOT:PSS and annealed at 110 ˚C for 5 min. on the hot plate in glove box. Finally, 100 nm thick aluminum (Al) was coated using thermal evaporation in glove box system and ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PCBM/Al organic solar cells structure were obtained. In addition, pentacene (1%) material was doped into P3HT:PCBM active layer and by the same method ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PCBM:pentacene/Al bulk heterojunction organic solar cell structure was obtained. For devices, dark and light current density-voltage (J-V) measurements were performed under 100 mW/cm2 light effect in glove box and device parameters were calculated by J-V curve. After the addition of Penracene, it was observed that the absorption intensity of our solar cell increased and the power conversion efficiency increased from 0.64% to 2.65% with the use of LiF in the device structure and the addition of pentacene to the active layer.

Benzer Tezler

  1. P3ht:PCBM tabanlı heteroeklem organik güneş pillerinin fabrikasyonu ve ZnO ince film tabakasının inverted yapıya uygulanması

    Fabrication of p3ht:pcbm based heterojunction organicsolar cells and application of ZnO thin film layer toinverted structure

    YASİN NUHOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiErzurum Teknik Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BÜLENT ÇAKMAK

  2. Fotonik kristal içeren yarı geçirgen organik güneş hücrelerinin tasarımı ve üretimi

    Design and production of semi-transparent organic solar cells including photonic crystal

    ÇAĞLAR ÇETİNKAYA

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BAKİ AKKUŞ

    PROF. DR. SÜLEYMAN ÖZÇELİK

  3. Kimyasal katkı maddelerinin politiyofen içeren organik güneş gözelerinin verimine etkileri

    Effects of chemical dopants on the performance of polythiophene based organic solar cells

    İSMAİL KARATAŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    Fizik ve Fizik MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SERAP GÜNEŞ

  4. Organik tabanlı güneş hücrelerinde kullanılabilecek ftalosiyaninlerin hesapsal olarak araştırılması, tasarımı ve sentezi

    Design, computational screening and synthesis of novel phthalocyanines as organic based solar cell materials

    MERAL ARI

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HATİCE DİNÇER

  5. P3HT:PCBM tabanlı organik güneş hücrelerinin optoelektronik özelliklerinin katman kalınlıklarına bağlı incelenmesi

    The investigation of dependence of optoelectronic properties of P^HT:PCBM based organic solar cells on layer thicknesses

    NAZAN ŞAĞAM

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Fizik ve Fizik MühendisliğiDüzce Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KADİR GÖKŞEN