Design, synthesis and characterization of 2,1,3-benzothiadiazole comprising polymers: the effect of bridging units on the optoelectronic properties and opv device construction
2,1,3-benzotiadiazol ̇içeren polimerlerin tasarımı,sentezi ve karakterizasyonu: köprüleme ünitelerinin optoelektronik özellikleri ve opv cihaz yapısına etkisi
- Tez No: 658061
- Danışmanlar: PROF. DR. LEVENT KAMİL TOPPARE, DOÇ. DR. SALİH ÖZÇUBUKÇU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 159
Özet
Son yıllarda, konjuge polimerler elektrokromik (EC) cihazlar, biyosensörler, organik solar hücreler (OPV'ler) ve organik ışık yayan diyotlar (OLED'ler) gibi geniş uygulama alanlarında artan popülerlik elde etmişlerdir. Bu popülerlik, işlenebilirlik, fazlaca yük taşıma kapasitesi ve konjuge polimerlerin geniş optik absorpsiyon kabiliyetinden kaynaklanır. D-A tipi konjuge polimerlerde yaygın olarak kullanılan 2,1,3-benzotiadiazol, düşük bant aralıklı polimerler ile sonuçlanan en güçlü elektron alıcı gruplardan biridir. Flor ünitesinin polimer ana zincirine eklenmesi, yarı iletken polimerlerin geliştirilmesi açısından önemli yaklaşımlardan biridir. Enerji seviyeleri değişimleri cihaz performansı açısından daha iyi sonuçlar sağlayabilir. Ayrıca, polimerlerin daha yüksek moleküler ağırlık ve daha iyi çözünürlüğe sahip olabilmesi için alkoksi gruplarının zincire eklenmesi gerçekleştirilmiştir. Bunun yanında, floren, yüksek elektron yoğunluğu ve yüksek absorpsiyon dalga boyu nedeniyle donör olarak kullanılmıştır. Son zamanlarda, daha yüksek moleküller arası yük aktarımı, spektrumda daha yüksek absorpsiyon ve daha düşük bant aralığı için köprüleme birimleri polimer omurgasına eklenir. Bu çalışmada, 2,1,3-benzotiyadiazol, furan, tiyofen, 3-heksiltiyofen, selenofen ve tiyenotiyofen olmak üzere köprüleme birimleri ile Stille reaksiyonuyla birleştirilmiştir. Bu gruplar, polimerlerin elektronik, optik, moleküller arası yük taşınma ve fotovoltaik özelliklerindeki değişiklikleri incelemek için kullanılmıştır. Polimerlerin molekül ağırlığını belirlemek için GPC analizi yapılmıştır. Polimerlerin redoks davranışı dönüşümlü voltametri kullanılarak incelenmiştir. Polimer kalınlığını ve morfolojilerini optimize ettikten sonra: PCBM, cihaz yapımı ve akım-voltaj ölçümleri azot altında eldivenli kabin sistemi ile yapılmıştır. Fotovoltaik cihazların (ITO/PEDOT:PSS/Polimer:PC 70 BM/Metal) analizi, standart AM 1.5G aydınlatma altında ölçülen enerji dönüşüm verimliliği ile gerçekleştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
Recently, conjugated polymers have obtained increasing popularity in a wide range of application areas such as electrochromic (EC) devices, biosensors, organic solar cells (OPVs) and organic light-emitting diodes (OLEDs). This popularity results from ease of processability, a good charge transporting capability, and broad optical absorption ability of the conjugated polymers. 2,1,3 benzothiadiazole has been commonly used in D-A type conjugated polymers since it is one of the strongest acceptor groups resulting in low band gap polymers. Fluorination of polymer backbone has appeared to be a promising approach for the development of semiconducting polymers for photovoltaic devices. Altering frontier molecular orbitals via fluorination could lead to better device performance. Alkoxy substitution is also performed to provide better solubility and high molecular weight for polymers. Besides, fluorene is used as a donor due to its high electron density and larger absorption wavelength. Lately, bridging groups are introduced into the polymer backbone to obtain higher intermolecular charge transport, higher absorption in the spectrum, and lower band gap. In this thesis, 2,1,3-benzothiadiazole coupled with bridging groups: furan, thiophene, 3-hexylthiophene, selenophene, and thienothiophene via Stille reaction. These groups are used to investigate the changes in electronic, optic, intermolecular charge transport, and photovoltaic properties of the polymers. GPC analyses are done to determine molecular weights of polymers. Redox behaviors of the polymers are studied using cyclic voltammetry. After optimizing thickness and morphologies of polymer: PCBM, device construction, and current-voltage property measurements are conducted in a nitrogen-filled glovebox system. The analysis of the photovoltaic devices (ITO/PEDOT:PSS/Polymer:PC70BM/Metal) is performed by means of the energy conversion efficiency measured under standard AM 1.5G illumination.
Benzer Tezler
- Kinolin esaslı D-π-A-π-A bileşiklerinin boya duyarlı güneş hücrelerinde uygulamaları
Applications of D-π-A-π-A quinoline compounds for dyesensitized solar cells
SAADET SEVİNDİK
- Synthesis and characterization of petox-dope liposome structure conjugated to peptide-18 for targeting breast cancer
Peptit-18 ile konjuge edilmiş ve meme kanseri için hedeflenmiş petox-dope lipozom yapısının sentezi ve karakterizasyonu
DUYGU BAYRAM
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESMA SEZER
DR. Özgür YILMAZ
- Bazı 2-sübstitüe benzimidazol türevlerinin yeni geçiş metali komplekslerinin sentezlenmesi, yapılarının aydınlatılması ve buğdayın çimlenme parametreleri üzerine etkilerinin incelenmesi
Synthesis and characterization of novel transition metal complexes of some 2-substituted benzimidazole derivatives and investigation their influence on wheat germination parameters
SEDA KÜLEN
- Şalkon içeren yeni karbazol türevlerinin sentezi ve karakterizasyonları
Synthesis and characterization of new carbazole derivatives with chalcone
RÜMEYSA CAN
- Tiyenotiyofen ve bor içeren floresans materyallerin sentez ve karakterizasyonları
Thienothiophene and boron containing fluorescence materials syntesis and characterization
SEBAHAT TOPAL
