Yeni konjuge yapıların sentezi ve güneş pili uygulamaları
Synthesis of new conjugated structures and solar cell applications
- Tez No: 942763
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ÇİĞDEM YÖRÜR GÖRECİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Organik Kimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 101
Özet
Güneş enerjisi, çevre dostu ve sürdürülebilir bir enerji kaynağı olmasından dolayı yenilenebilir enerji kaynakları arasında ön plana çıkan ve artan enerji ihtiyacını karşılamaya yönelik çalışmalarda çeşitlendirilebilir yapısıyla fark yaratan bir alternatif olarak değerlendirilmektedir. Bu doğrultuda, güneş ışığını doğrudan elektrik enerjisine dönüştüren güneş pilleri (fotovoltaik hücreler), güneş enerjisi teknolojilerinde temel araştırma alanlarından birini oluşturmaktadır. Güneş pilleri, ilk ortaya çıkışından bu yana farklı üretim teknolojilerinin ve malzemelerin yer aldığı nesillerden oluşan geniş bir araştırma alanıdır. Birinci ve ikinci nesil güneş pillerine kıyasla, üçüncü nesil güneş pilleri; düşük üretim maliyeti, hafiflik ve esnek yapı gibi avantajlar sağlamaktadır. Bu nesil içerisinde değerlendirilen organik güneş pilleri (OSCs) ve perovskit güneş pilleri (PSCs), üretim esnasında stratejik olarak farklı katmanlarda kullanılabilecek malzemelerin çeşitliliği açısından dikkat çekmektedir. Organik ve perovskit güneş hücrelerinde kullanılan malzemeler, güç dönüşüm verimini doğrudan etkileyen unsurlardan biridir. Bu nedenle, kullanılan malzemenin bant genişliği, ışık soğurma kapasitesi, kimyasal stabilitesi ve hücre yapısına uygun şekilde modifiye edilebilirliği önem arz etmektedir. Bu nedenle konjuge π-sistemine sahip, uzun delokalize yapılı moleküller olan Schiff bazları ve şalkon türevleri son yıllarda fotovoltaik uygulamalarda giderek artan bir ivmeyle araştırılmaktadır. Bu tez çalışmasının birinci aşamasında, floren merkezli bis-pinakol ester türevi başlangıç maddesi olarak kullanılmış ve iki basamaklı bir reaksiyon dizisi ile literatürde daha önce rapor edilmemiş bir Schiff bazı (Bileşik 1) ve dört yeni şalkon türevi (Bileşik 2-5) sentezlenmiştir. Floren iskeleti, yüksek fotostabilitesi ve uzun konjuge yapısı sayesinde fotovoltaik uygulamalar için uygun bir çekirdek olarak tercih edilmiştir. Sentezlenen bileşiklerin yapı karakterizasyonu FTIR, ¹H NMR, ¹³C NMR ve LC-MS gibi çeşitli spektroskopik teknikler kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında ise sentezlenen bileşiklerin fotovoltaik uygulamaları, inert atmosfer altında, Keithley 2400 ve ABET güneş simülatörü kullanılarak 100 mW/cm² ışık şiddeti altında gerçekleştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
As an environmentally friendly and sustainable resource, solar energy stands out among renewable energy sources, and it is considered a promising alternative for meeting the growing global energy demand due to its versatile applications. In this context, solar cells (photovoltaic cells), which convert sunlight directly into electrical energy, constitute a major area of research within solar energy technologies. Since their first appearance, solar cells have evolved through various generations, involving different materials and fabrication techniques. Compared to first and second-generation solar cells, third-generation solar cells offer advantages such as low production cost, lightweight design, and mechanical flexibility. Among these, organic solar cells (OSCs) and perovskite solar cells (PSCs) have attracted considerable attention due to the wide variety of materials that can be strategically employed in different layers during device fabrication. In both OSCs and PSCs, the materials used significantly influence power conversion efficiency. Therefore, parameters such as bandgap, light absorption capacity, chemical stability, and structural adjustability are great importance. In recent years, Schiff bases and chalcone derivatives, which molecules possessing a conjugated π-system and an extended delocalized structure, have been increasingly studied for photovoltaic applications. In the first phase of this thesis, a fluorene-based bis-pinacol ester derivative was used as the starting material, and through a two-step reaction sequence, one novel Schiff base (Compound 1) and four new chalcone derivatives (Compounds 2–5) were synthesized. The fluorene core was selected due to its high photostability and extended conjugation, making it a suitable scaffold for photovoltaic purposes. Structural characterization of the synthesized compounds was carried out using FTIR, ¹H NMR, ¹³C NMR, and LC-MS techniques. In the second phase, the photovoltaic performance of the compounds was evaluated under inert atmosphere using a Keithley 2400 source meter and an ABET solar simulator under standard illumination conditions (100 mW/cm²).
Benzer Tezler
- Tetralon ve kinazolin içeren yeni konjuge sistemli maddelerin dizaynı, sentezi ve yenilikçi uygulamaları
Design, synthesis, and innovative applications of new conjugated system compounds containing tetralone and quinazoline
ÖZCAN GÜLEÇ
- Asimetrik vinil türevlerinin sentezi, karakterizasyonu ve çeşitli uygulamaları
Synthesis of asymmetric vinyl derivatives, characterization and various applications
ZÜLAL DEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
KimyaYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZÜHAL TURGUT
DR. ÇİĞDEM YÖRÜR GÖRECİ
- Grafen temelli kuantum noktaları / ftalosiyaninkonjugatlarının sentezi ve enerji transferi özelliklerininincelenmesi
Graphene-based quantum points / phthalocyanine investigation of the synthesis and energy transfer characteristics of the conjugates
ŞULE ERYİĞİT
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İBRAHİM ÖZÇEŞMECİ
- Yeni A3B tipi çinko(II) ftalosiyaninlerin hazırlanması ve kokteyl boya olarak fotovoltaik uygulamaları
Preparation of new A3B type zinc(II)phtalocyanine and itsapplications to photovoltaics as cocktail
ŞEYMA NUR SÜERKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALTUĞ MERT SEVİM
- Syntheses of benzotriazole based conjugated polymers for organic light emitting diode and organic solar cell
Organik ışık yayan diyotlar ve organik güneş pilleri için benzotriazol içeren konjuge polimerlerin sentezi
İPEK ÖNK
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Polimer Bilim ve TeknolojisiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ ÇIRPAN
DOÇ. DR. YASEMİN UDUM