Syntheses of conjugated polymers and investigation the effect of gold nanoparticle - thiol interaction for organic solar cell application
Organik güneş hücreleri uygulaması için konjüge polimer sentezi ve altın nanopartikül - tiol etkileşiminin incelenmesi
- Tez No: 756333
- Danışmanlar: PROF. DR. ALİ ÇIRPAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 119
Özet
Bu tezde beş adet benzo[c][1,2,5]tiadiazol bazlı konjuge polimer sentezlenmiştir. Bunlardan dördü Stille ve Suzuki kenetlenme tepkimeleri ile sentezlenmiştir ve geri kalan polimer, post-polimerizasyon ile sentezlendi. Alkil zincirinin ucundaki fonksiyonel grupların etkisi analiz edildi. Ayrıca, P1-SH için organik güneş pili verimliliği üzerindeki tiyol grubu ve altın nanoparçacık etkileşimi araştırıldı. Polimerlerin elektronik ve optik bant aralıkları P1, P1-Br, P1-SH, P2 ve P3 için sırasıyla 1.85/1.81, 1.95/1.85, 1.83/1.95, 1.87/1.87 ve 1.83/1.85 eV olarak bulunmuştur. Ayrıca, organik güneş pillerinin aktif tabakasına altın nanoparçacıkların eklenmesinin fotovoltaik özellikler üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Sentezlenen polimerleri değerlendirmek için jel geçirgenlik kromatografisi (GPC), termal gravimetrik analiz (TGA), diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) ve UV-Vis-NIR spektroskopisi kullanıldı. Döngüsel voltametri (CV) tekniği kullanılarak polimerlerin redoks davranışları ve elektronik bant boşlukları incelenmiştir. Nitrojen dolu bir eldivenli kabin sisteminde cihaz üretimi ve akım/gerilim özelliği ölçümleri yapılmıştır. Sentezlenen polimerler, ITO/PEDOT:PSS/polimer:PC71BM/LiF/Al'nin tipik tip cihaz yapısı için verici birimler olarak görev yaptı ve PC71BM alıcı birim olarak hizmet etti. 100 mW cm-2 ışık altında, cihazların fotovoltaik özellikleri ölçüldü. PCE açısından en iyi cihaz performansları P1 için %2.06 , P1-Br için % 1.52, P1-SH için %1,22 bulundu. P1-SH:AuNP'lerin fotovoltaik çalışmaları araştırılmış ve PCE açısından en iyi cihaz performansları % 1.08 olarak bulunmuştur.
Özet (Çeviri)
In this thesis, five benzo[c][1,2,5] thiadiazole-based conjugated polymers were synthesized. Four of them were synthesized via Stille and Suzuki coupling reactions and the remaining one was synthesized by post-polymerization. The effect of functional groups of the tip of the alkyl chain was analyzed. Moreover, thiol group and gold nanoparticle interaction on the organic solar cell efficiency for P1-SH were investigated. Electronic and optical band gaps of polymers were found as 1.85/1.81, 1.95/1.85, 1.83/1.95, 1.87/1.87, and 1.83/1.85 eV respectively for P1, P1-Br, P1-SH, P2, and P3. Furthermore, the effect of the addition of gold nanoparticles to the active layer of organic solar cells on photovoltaic properties was investigated. Gel permeation chromatography (GPC), thermal gravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimeter (DSC), and UV-Vis-NIR spectroscopy were used to evaluate the synthesized polymers. By using the cyclic voltammetry (CV) technique, redox behaviors and electronic band gaps of polymers were examined. In a nitrogen-filled glovebox setup, device manufacture and current/voltage property measurements were performed. Synthesized polymers served as the donor units for the typical type device structure of ITO/PEDOT:PSS/polymer:PC71BM/LiF/Al, with PC71BM serving as the acceptor unit. Under 100 mW cm-2 light, the photovoltaic characteristics of the built-in devices were measured. Best device performances in terms of PCE were found as 2.06 % for P1, 1.52 % for P1-Br, 1.22 % for P1-SH. Photovoltaic studies of P1-SH:AuNPs were investigated and the best device performances in terms of PCE were found as 1.08 %.
Benzer Tezler
- Development of multi-layer conductive polymer nanocomposites for electromagnetic shielding application
Elektromanyetik kalkanlama uygulamaları için katmanlı iletken polimer nano kompozitlerinin geliştirilmesi
FATMA ZEHRA ENGİN SAĞIRLI
Doktora
İngilizce
2017
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EYÜP SABRİ KAYALI
PROF. DR. ABDÜLKADİR SEZAİ SARAÇ
- Syntheses and investigation of optoelectronic properties of 5,6-bis(octyloxy)benzo[c][1,2,5]oxadiazole derivatives
5,6-bis(oktiloksi)benzo[c][1,2,5]okzadiyazol türevlerinin sentezi ve optoelektronik özelliklerinin incelenmesi
SEZA GÖKER
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT KAMİL TOPPARE
- Bor içeren donör-akseptör (D-A) organik materyallerin sentezi ve özelliklerinin incelenmesi
Syntheses of boron containing donor-acceptor (D-A) organic materials and investigation of their properties
ONUR ŞAHİN
- Syntheses and examining the electrochemical and spectroscopic properties of fused-thiophene based materials with benzonitrile functional group
Birleşik-tiyofen temelli benzonitril fonksiyonel grup içeren malzemelerin sentezleri ve elektrokimyasal ve spektroskopik özelliklerinin incelenmesi
İLKNUR DEMİRTAŞ
Doktora
İngilizce
2017
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TURAN ÖZTÜRK
DOÇ. DR. ERDAL ERTAŞ
- Ditiyeno[2,3-b;3',2'-d]Tiyofen ve Tiyeno[2,3-b]Tiyofen temelli organik elektronik ve optoelektronik malzemelerin sentezleri ve özelliklerinin incelenmesi
Preparation and investigation of the properties of electro and optoelectro active materials based on Dithieno[2,3-b;3',2'-d]Thiophene and Thieno[2,3-b]Thiophene
ŞULE TAŞKIRAN ÇANKAYA
