Geri Dön

P3HT/PCBM esaslı organik fotovoltaik güneş pillerinde faz yapısının karışım oranları ve karbondioksit tavlaması üzerinden kontrolünün araştırılması

Investigation of the control of phase structure in P3HT/PCBM based organic photovoltaic solar cells by mixing ratios and carbon dioxide annealing

  1. Tez No: 798024
  2. Yazar: ADEM KAYGISIZ
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ SELDA TOPÇU ŞENDOĞDULAR
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Bilim ve Teknoloji, Enerji, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Science and Technology, Energy, Polymer Science and Technology
  6. Anahtar Kelimeler: Süperkritik karbondioksit, Isıl işlem, Organik Güneş pilleri, Konjuge polimerler, P3HT, PCBM, Supercritical carbon dioxide, Heat treatment, Organic Solar cells, Conjugated polymers, P3HT, PCBM
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Erciyes Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Nanobilim ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 87

Özet

Organik güneş pilleri hafiflik, esneklik, tasarlanabilen sınırsız malzeme seçimi, kolay ve ucuz üretim gibi birçok avantaj sunmaktadır. Organik güneş pillerinde çoğunlukla toplu heteroeklem konsepti esas alınmaktadır. Bunun için, polimer ve fulleren gibi yarı iletken karışımlar, organik güneş pilleri için en çok araştırılmış kombinasyonlardır. Polimer- fulleren karışım çözeltisi ile oluşturulan filmlerin morfolojisini kontrol etmek ve değiştirmek için termal, buhar tavlama gibi çeşitli yöntemler kullanılmasına rağmen, CO2 tavlama, dikey faz dağılımını kontrol etmek ve düzenli π-π istiflemeyi sağlamak için nispeten yeni bir tekniktir; CO2 ayrıca 'çevreci' bir plastikleştirme maddesi olarak kabul edilmektedir. Bu tez çalışmasında bir polimer ve fulleren çifti olarak organik güneş pilleri alanında önemli bir potansiyeli olan P3HT/PCBM yığın heteroeklem karışım filminin yeni bir çözücü olarak süper kritik CO2 ile tavlanarak dikey faz ayrılması ve yatay elektriksel iletkenliklerin arttırılması hedeflenmiştir. Farklı oranlardaki P3HT/PCBM karışımlarıyla ince filmler üretilerek, skCO2 tavlama ve termal tavlama işlemleri yapılmıştır. Optik mikroskop görüntüleme, SEM görüntüleme, su temas açısı ölçümü ve iki problu yatay elektriksel iletkenlik testleri ile karakterizasyon yapılmıştır. Fulleren nanopartiküllerin yüzeyde yoğunlaşmasının termal tavlamaya göre CO2 tavlamasında daha iyi olduğu gözlenmiş, böylece kısmi faz ayrımı sağlanmıştır, ayrıca π-π istiflemenin düzenlenmesiyle yatay iletkenliğin arttığı sonucuna varılmıştır.

Özet (Çeviri)

Organic solar cells offer many advantages such as lightness, flexibility, unlimited choice of materials that can be designed, easy and cheap production. Organic solar cells are mostly based on the concept of bulk heterojunction. For this, semiconductor mixtures such as polymer and fullerene are the most researched combinations for organic solar cells. Although various methods such as thermal, steam annealing have been used to control and change the morphology of the films formed with the polymer-fulerene mixture solution, CO2 annealing is a relatively new technique to control the vertical phase distribution and achieve regular π-π stacking; CO2 is also recognized as an 'environmental' plasticizer. In this thesis, it is aimed to increase the vertical phase separation and horizontal electrical conductivity by annealing the P3HT/PCBM bulk heterojunction mixture film, which has an important potential in the field of organic solar cells as a polymer and fullerene couple, with supercritical CO2 as a new solvent. Thin films were produced with P3HT/PCBM mixtures in different ratios, and skCO2 annealing and thermal annealing processes were carried out. Characterization was performed with optical microscope imaging, SEM imaging, water contact angle measurement and horizontal electrical conductivity tests with two probes. It was observed that the surface densification of fullerene nanoparticles was better in CO2 annealing than thermal annealing, thus providing partial phase separation, and it was concluded that the horizontal conductivity increased by arranging π-π stacking.

Benzer Tezler

  1. Development of organic based photovoltaic fiber

    Organik esaslı fotovoltaik lif geliştirilmesi

    İSMAİL BORAZAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALİ DEMİR

  2. Development of polymer based fibers with photovoltaic effect

    Fotovoltaik etki oluşturan polimerik liflerin geliştirilmesi

    KÜBRA İLGEN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2011

    Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALİ DEMİR

  3. Giyilebilir fotovoltaik tekstil geliştirilmesi ve elektro optik analizi

    Development of wearable photovoltaic textile and electro optical analysis

    BUKET TURAK TACER

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    EnerjiIsparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi

    Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. REŞAT SELBAŞ

    PROF. DR. AYŞE BEDELOĞLU

  4. An investigation into polymer-based photovoltaic fiber structures

    Polimer esaslı fotovoltaik lif yapılarının araştırılması

    İSMAİL BORAZAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALİ DEMİR

    DOÇ. DR. AYŞE BEDELOĞLU

  5. Fotovoltaik etki oluşturan lif geliştirilmesi

    Development of fibres with photovoltaic effects

    AYŞE ÇELİK BEDELOĞLU

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2009

    EnerjiDokuz Eylül Üniversitesi

    Tekstil Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. YALÇIN BOZKURT

    PROF. DR. ALİ DEMİR