Rational molecular design enables efficient organic solar cells and organic light emitting devices
Verimli organik güneş pilleri ve organik ışık yayan cihazlar için akılcı molekülerin tasarımı
- Tez No: 779403
- Danışmanlar: PROF. DR. ALİ ÇIRPAN, PROF. DR. LEVENT KAMİL TOPPARE
- Tez Türü: Doktora
- 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: 173
Özet
Organik konjuge polimerler ve organik küçük moleküller, önümüzdeki yıllarda dünyanın en kritik zorluklarından biri olan temiz enerji üretimini karşılama konusunda büyük bir potansiyele sahiptir. Yarı iletken özellikleri nedeniyle organik konjuge moleküller, düşük maliyetli, hafif ve esnek olmaları nedeniyle organik güneş pilleri (OSC'ler) ve organik ışık yayan diyotlar (OLED'ler) gibi temiz enerji uygulamaları için umut verici adaylardır. Bu çalışma, verimli OLED'ler ve OSC'ler için akılcı moleküler tasarımı kapsar. İlk bölüm, benzotiyadiazolün mono-flor eklenmesinin ve alkoksi grubunun alkiltienil ile değiştirilmesinin yığınsal heteroeklem (BHJ) OSC'lerin performansı üzerindeki etkisini kapsar. Random polimerler taşıyan üç benzoditiyofen (BDT) ve tieno[3,4-c]pirol-4,6-dion (TPD) arasında, en iyi performans gösteren cihaz (P-FBDT), %9,21'lik bir güç dönüştürme verimliliği (PCE) sergiler: %60'lık bir doldurma faktörü (FF) ve 15,4 mA/cm2 kısa devre akım yoğunluğu (JSC). İkinci bölüm, konjuge sistemlerde termal olarak aktive edilmiş gecikmeli flüoresansın (TADF) gözlemlenmesini içerir. Spin-orbital eşleşme sabitinin etkisi, donör ünitesine Selenyum atomunun dahil edilmesiyle gösterilmiştir. Bu çalışmada, sırasıyla yeşil, mavi ve sarımsı yeşil renklerde üç farklı ışık yayan malzemeler (SeDF-G, SeDF-B ve SeDF-YG) kullanılarak üç farklı OLED üretilmiştir. SeDF-G tabanlı TADF OLED'ler ile maksimum harici kuantum verimliliği (EQE) %30,8 ve maksimum lümen 17000 cd/m2'dir. Üçüncü bölümde, fotoaktif katmanda UV-VIS'de ışığı soğurma spektrumları tamamlayıcı olan iki polimer elektron verici (P1 ve PTB7-Th) olarak kullanılarak çok eklemli OSC'ler üretildi. Işığın daha fazla soğurulması ile artan kısa devre akım yoğunluğu (JSC), cihaz verimliliğinde bir artışa yol açmıştır.
Özet (Çeviri)
Organic conjugated polymers and organic small molecules have great potential to meet one of the world's most critical challenges, clean energy production, in the following decades. Owing to their semiconducting properties, organic conjugated molecules are promising candidates for clean energy applications such as organic solar cells (OSCs) and organic light-emitting diodes (OLEDs) due to their low cost, lightweight, and flexibility. This study covers the rational molecular design for efficient OLEDs and OSCs. The first chapter covers the effect of mono-fluorine substitution of benzothiadiazole and replacing the alkoxy group with alkylthienyl on the performance of bulk-heterojunction (BHJ) OSCs. Among three benzodithiophene (BDT) and thieno[3,4-c]pyrrole-4,6-dione (TPD) bearing random polymers, the best-performing device (P-FBDT) exhibits a power conversion efficiency (PCE) of 9.21% with a fill factor (FF) of 60%, and 15.4 mA/cm2 short circuit current density (Jsc). The second chapter includes the observation of thermally activated delayed fluorescence (TADF) in conjugated systems. The effect of spin orbit coupling was demonstrated with the incorporation of a Selenium atom into the donor unit. In this study, three different OLEDs were produced using three different emitters (SeDF-G, SeDF-B, and SeDF-YG) with green, blue, and yellowish-green colors, respectively. The maximum external quantum efficiency (EQE) is 30.8%, and the maximum lumen is 17000 cd/m2 with SeDF-G based TADF OLEDs. In the third part, ternary OSCs were produced by using two polymer donors (P1 and PTB7-Th) whose absorption spectra were complementary in UV-VIS in the photoactive layer. Increasing JSC with increased absorption caused an increase in device efficiency.
Benzer Tezler
- Giydirme cephe çift cam ünitelerinde rasyonel boyut seçimi
Selection of rational sizes for double glazing units in curtaion walls
NECMETTİN MURAT AYGÜN
- Molecular logic in the activity modulation of potential pdt agents & rational design of selective chloride sensors
Potansiyel fdt ajanlarının moleküler mantık kapısıyla aktivite kontrolü & seçici klorür anyonu algılayıcılarının rasyonel tasarımı
SÜNDÜS ERBAŞ ÇAKMAK
Doktora
İngilizce
2013
Kimyaİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ENGİN UMUT AKKAYA
- Attempts to change coenzyme specificity of nad+ dependent formate dehydrogenase from Candida metylica by rational design
Candida methylica kaynaklı nad+ bağımlı format dehidrojenaz enziminin koenzim özelliğinin rasyonel dizayn ile değiştirilme denemeleri
ZAFER NİHAT CANDAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Biyoteknolojiİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. NEVİN GÜL KARAGÜLER
- Nöraminidaz-oseltamivir etkileşiminin homoloji modellemesi, moleküler kenetleme ve moleküler dinamik teknikleri ile analizi
Analysis of neuraminidase-oseltamivir interactions via homology modeling, docking and molecular dynamics techniques
GİZEM GÖKÇE
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
BiyomühendislikTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ERSİN EMRE ÖREN