Geri Dön

Organik optoelektronik aygıt uygulamalarında kullanılabilecek ftalosiyanin tabanlı yarı iletken malzemelerin sentezi

Synthesis of phthalocyanine-based semiconducting materials for use in organic optoelectronic device

PDF İndir

  1. Tez No: 968894
  2. Yazar: GÜLENAY TUNÇ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. AYŞE GÜL GÜREK
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Kimya, Chemistry
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Organik optoelektronik malzemeler, son yıllarda enerji verimliliği ve esneklik açısından önemli avantajlar sunan malzeme türleri olarak kendini göstermektedir. Özellikle, organik yarı iletkenler, çeşitli uygulamalarda kullanılmak üzere geliştirilen, kolay işlenebilir ve düşük maliyetli alternatifler olarak dikkat çekmektedir. Ftalosiyaninler, bu bağlamda önemli bir yere sahiptir. Bu bileşikler, geniş bir optik aktivite yelpazesine, yüksek foto kararlılığa ve iyi elektriksel özelliklere sahiptir. Bu nedenle, ftalosiyaninler yeni nesil organik optoelektronik aygıtlarda, birçok uygulama alanı için uygun malzemeler olarak öne çıkmaktadır. Bu tez kapsamında, bulk heterojunction (BHJ) güneş hücresi uygulamaları için elektron verici malzeme olarak, periferal pozisyonda hacimli tert-bütil (GT57) ve tert-bütil tiyol (GT60) sübstitüentleri içeren, p-fenilenetinil köprülü iki adet çinko ftalosiyanin (ZnPc) dimeri sentezlenmiştir. Sentezi gerçekleştirilen ZnPc moleküllerinin yapıları, FT-IR, 1H NMR, 13C NMR ve MALDI-TOFF kütle teknikleri kullanılarak aydınlatılmıştır. Dimerik ZnPc türevlerinin moleküler yapısı ve fotofiziksel özellikleri, deneysel ve teorik çalışmalarla incelenmiştir. Teorik çalışmalarda, sentezlenen bu iki yeni molekülü incelemek ve geometrik parametreler ile doğal geçiş orbitallerini (NTO'lar) hesaplamak için yoğunluk fonksiyonel teorisi (DFT) yöntemi uygulanmıştır. Ayrıca, UV-Vis spektrumlarının analizleriyle optik özellikleri araştırmak amacıyla zamana bağlı yoğunluk fonksiyonel teorisi (TD-DFT) yöntemi kullanılmıştır. Elektron verici imerik ZnPc türevleri, elektron alıcı malzeme olan (6,6) -Penil-C61 Butirik Asit Metil Ester (PCBM) ile karıştırılarak BHJ güneş hücrelerinde kullanılmış ve GT60 için %4,05'lik maksimum bir güç dönüşüm verimliliği elde edilmiştir. GT57 bazlı hücrelerle karşılaştırıldığında, GT57 bazlı hücreler daha düşük fotovoltaik performans sergilemiştir. Tez kapsamında, S heteroatomları içeren, yakın kızılötesi bölgede soğurma yapan ve agregasyona uğramamış dimerik ZnPc türevleri kullanılarak oluşturulan BHJ güneş hücreleri üzerine yapılacak daha ileri çalışmalar gelecek için umut vadeden önemli bir potansiyele sahiptir.

Özet (Çeviri)

In recent years, organic optoelectronic materials have attracted considerable attention due to their advantages in energy efficiency and mechanical flexibil.ity. Among these, organic semiconductors stand out as low-cost, easily processable alternatives developed for a wide range of applications. Within this field, phthalocyanines occupy a particularly important place thanks to their broad optical absorption profiles, high photostability, and excellent electrical and optical properties. As a result, they are considered highly promising materials for next-generation organic optoelectronic devices across various application areas. In this thesis, two p-phenyleneethynylene-bridged ZnPc dimers, bearing bulky tert-butyl (GT57) and tert-butyl thiol (GT60) substituents at the peripheral positions, were synthesized as novel electron donor materials for bulk heterojunction (BHJ) solar cell applications. The molecular structures and photophysical properties of the synthesized dimeric ZnPc derivatives were systematically investigated through a combination of experimental and theoretical approaches. Structural characterization was performed using FT-IR, 1H NMR, 13C NMR, and MALDI-TOF MS techniques. Furthermore, density functional theory (DFT) calculations were employed to optimize the molecular geometries and to analyze the natural transition orbitals (NTOs) of the new dimers. Their optical properties were further explored through time-dependent DFT (TD-DFT) calculations, complemented by UV-Vis spectroscopy measurements. The dimeric ZnPc derivatives were blended with PCBM, a commonly used electron acceptor material, to fabricate BHJ solar cells. Devices based on GT60 achieved a maximum power conversion efficiency (PCE) of 4.05%, whereas cells utilizing GT57 exhibited lower photovoltaic performance. Overall, the findings presented in this thesis are highly encouraging and reveal substantial potential for the development of BHJ solar cells employing near-infrared absorbing, non-aggregated dimeric ZnPc derivatives incorporating sulfur heteroatoms.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    706134

    BOD-Z-EN organik arayüzey tabakalı Schottky diyotların üretimi ve kapasite-iletkenlik-voltaj karakteristiklerinin incelenmesi

    Production of Au/BOD-Z-EN/n-Si/In Schottky diode and investigation of capacity-conductivity- voltage characteristics

    ESRA AKKÖSE

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    EnerjiGiresun Üniversitesi

    Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SERKAN EYMUR

  2. Tez No

    649733

    Yüksek enerjili eksiton mekanizmalarına sahip yeni floresans moleküllerin sentezi ve organik ışık yayan diyot uygulamaları

    Synthesis of new fluorescent molecules with hot-exciton mechanisms and organic light-emitting diode applications

    DİLEK ALIMLI

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    KimyaGebze Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AYŞE GÜL GÜREK

    PROF. DR. HAKAN USTA

  3. Tez No

    406294

    Organik alan etkili transistörlerin üretimi ve karakterizasyonu

    Fabrication and characterization of organic field effect transistors

    HİDAYET GÖK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Fizik ve Fizik MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AHMET ALTINDAL

  4. Tez No

    408999

    Fabrication and electrical characterization of sonochemically grown nanostructured ZnO dye sensitized solar cells

    Sonokimyasal metodla büyütülmüş ZnO nano yapılı boya duyarlı güneş pillerinin fabrikasyonu ve elektriksel karakterizasyonu

    TELAT GÜLER

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Bilim ve TeknolojiGediz Üniversitesi

    Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. YAVUZ BAYAM

  5. Tez No

    380816

    Kolloidal manyetik nanoparçacıkların sentezi ve elektronik optoelektronik devre uygulamaları

    Synthesis of colloidal magnetic nanoparticles and electronic optoelectronic device applications

    FARUK ÖZEL

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Mühendislik BilimleriSelçuk Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MAHMUT KUŞ

Geri Dön